对工件几何尺寸和形状的测量，常规方法一般需独立进行，特别是在工件形状的测量中，对工件的调整要求很苛刻，往往比实际测量还费时。如在平板上测量平面度，需要调整被测表面远三点，使其与平板等高。
与常规方法不同的是，三坐标机可同时测量尺寸和形状。三坐标机测量时，把被测对象作为离散点的集合，对不同的被测量对象和要求，通过测量从该集合中采集数目不等的若干离散点以代替该被测对象，经过计算确定被测对象的尺寸和形状。测量工件前，首先要将探针在标准球上校准，由于环境条件变化所产生的探针半径误差对测量结果的影响，然后根据工件的设计基准或工艺基准，找正工件坐标系。而对工件的装夹和调整几乎没有要求，只要在测量中工件能保持稳定即可。
三坐标测量仪的校准主要解决的经典问题是发现测量仪六个或六个以上的特征，并建立其局部的坐标系统。对三坐标测量仪进行校对必须满足以下准则：
第一，所选择的三点的矢量方向应保持基本一致，并且应用于校平零件。
第二，随后所选择的两点的矢量方向也要保持基本一致，并且用于和前三点的矢量方向保持基本垂直，主要应用于找正零件的方向。
第三，第六点的矢量方向要与前五点的矢量方向保持基本垂直，并且用于定义坐标的原点。
除此之外，选择的特征越多，相应的校准的精度就会越高。
所以，此方法对于校准单个的零件十分有效。但是，对于批量的产品来说，此方法的效率显然是很低的，除了重复单个零件的校准过程以外，暂时还没有专门针对批量产品的校准以及评估误差的有效方法。通常情况下，批量产品的校准和评估误差的方法可以利用人工对基准零件进行校准的方法。对于夹在同一个工作台上的零件，可以采用基准点的方法使得程序自动进行校准。
