能在x、y、z3個或3個以上座標（圓轉臺的一個轉軸習慣上也算作一個座標）內進行測量的通用長度測量工具。主要用於測量複雜形狀表面輪廓尺寸，例如透平葉片、顯像管螢幕、凸輪和轎車等輪廓尺寸、箱體零件各孔的孔徑和座標尺寸等；還常與加工中心配套，成為柔性製造系統的一個組成部分。按自動化程度，三座標測量機（簡稱測量機）一般分為手動的、自動的和電腦數數字控制的3種。手動的由人工完成對被測長度的全部測量過程。自動測量機由測頭自動完成對被測長度的瞄準定位，由人工完成其他測量過程。計算機數字控制測量機除具有自動瞄準定位的功能外，還能按照預先編制好的程序自動完成全部測量和計算過程。測量機按用途又可分為坐標測量機和萬能測量機兩類。前者是20世紀50年代中期出現的，常用於測量某種類型的工件，測量效率較高，適宜於在車間使用。這類測量機規格很多，測量范圍可達10000×1600×1000毫米或更大。萬能測量機是從坐標鏜床的基礎上發展而來的，測量精度高，單坐標精度可達2微米／1000毫米以上。它帶有不同測頭和較多附件如數字顯示分度臺、具有精密軸系的回轉工作臺等，測量功能較多，適宜在計量室使用。
測量機按結構主要分為懸臂式、門式和單立柱式3種類型（圖1）。大、中型測量機常采用氣浮導軌和花崗石做的工作臺（圖2）。測量機的每個坐標各有獨立的測量系統。常用的測頭有剛性的、單向的、雙向的、三向的和光學不接觸的等。
測量機一般都配備電子計算機。它可以根據測得的被測件上的三維坐標值，迅速地進行數學運算，計算出被測表面的幾何尺寸和相互位置尺寸，通過陰極射線管(CRT)、打印機和X-Y繪圖儀等外圍設備分別顯示、打印出測量結果或描繪出被測圖形。它還能自動補償由於被測件定位不正確、測量曲面時由於測頭曲率半徑引起的測量誤差和測量機本身的系統誤差等。
70年代以來在測量機上廣泛應用電子計算機後，它的性能和自動化程度都大為提高，使用范圍也更廣泛，已成為機械制造業中發展最快的現代量儀之一。（見彩圖）
三坐標測量機
上海機床廠