三坐标丈量机品种繁复、形式各异、性能多样，所测目标和放置环境条件也不尽相同，但大体上皆由若干具有一定功用 的部分组合而成。
作为一种丈量仪器，三坐标丈量机首要是比较被丈量与规范量，并将比较结果用数值表示出来。坐标丈量机需要3个方向的规范器(标尺)，利用导轨完成沿相应方向的运动，还需要三维测头对被丈量进行探测和瞄准。此外，丈量机还具有数据处理和自动检测等功用，需由相应的电气控制体系与计算机软硬件完成。
三坐标丈量机可分为主机、测头、电气体系三大部分，以下是有关主机部分的介绍。
主机结构分为：
1、结构，是指丈量机的主体机械结构架子。它是工作台、立柱、桥框、壳体等机械结构的集合体；
2、标尺体系，是丈量机的重要组成部分，是决议仪器精度的一个重要环节。三坐标丈量机所用的标尺有线纹尺、精密丝杆、感应同步器、光栅尺、磁尺及光波波长等。该体系还应包含数显电气设备。
3、导轨，是丈量机完成三维运动的重要部件。丈量机多选用滑动导轨、翻滚轴承导轨和气浮导轨，而以气浮静压导轨为首要形式。气浮导轨由导轨体和气垫组成，有的导轨体和工作台合二为一。气浮导轨还应包含气源、稳压器、过滤器、气管、分流器等一套气体设备。
4、驱动设备，是丈量机的重要运动机构，可完成机动和程序控制伺服运动的功用。在丈量机上一般选用的驱动设备有丝杆丝母、翻滚轮、钢丝、齿形带、齿轮齿条、光轴翻滚轮等传动，并配以伺服马达驱动。直线马达驱动正在增多。
5、平衡部件，首要用于Z轴结构结构中。它的功用是平衡Z轴的重量，以使Z轴上下运动时无偏得搅扰，使检测时Z向测力稳定。如替换Z轴上所装的测头时，应从头调理平衡力的巨细，以达到新的平衡。Z轴平衡设备有重锤、发条或弹簧、气缸活塞杆等类型。
6、转台与附件，转台是丈量机的重要元件，它使丈量机增加一个滚动运动的自由度，便于某些品种零件的丈量。转台包含分度台、单轴回转台和数控转台等。用于坐标丈量机的附件很多，视需要而定。一般指基准平尺、角尺、步距规、规范球体(或立方体)、测微仪及用于自检的精度检测样板等。
