三次元坐標測量機是集光、機、電、計算機及控制技術于一身的復雜的測量系統，因此影響其測量結果不確定的因素較多，但對于中、小型坐標來說，環境溫度偏離標準測量溫度（20℃）是影響其測量結果不確定度的主要因素。為了使三坐標能夠測出準確的結果，應將環境溫度嚴格地控制在坐標機說明書要求的范圍內。
三次元坐標測量機標尺系統，標尺系統是用來度量各軸的坐標數值的，目前三坐標測量機上使用的標尺系統種類很多，它們與在各種機床和儀器上使用的標尺系統大致相同，按其性質可以分為機械式標尺系統（如精密絲杠加微分鼓輪，精密齒條及齒輪，滾動直尺）、光學式標尺系統（如光學讀數刻線尺，光學編碼器，光柵，激光干涉儀）和電氣式標尺系統（如感應同步器，磁柵）。根據對國內外生產CMM所使用的標尺系統的統計分析可知，使用zui多的是光柵，其次是感應同步器和光學編碼器。有些高精度CMM的標尺系統采用了激光干涉儀。
三次元坐標測量機測頭系統，測頭，是用測頭來拾取信號的，因而測頭的性能直接影響測量精度和測量效率，沒有先進的測頭就無法充分發揮測量機的功能。在三坐標測量機上使用的測頭，按結構原理可分為機械式、光學式和電氣式等；而按測量方法又可分為接觸式和非接觸式兩類。機械接觸式測頭，機械接觸式測頭為剛性測頭，根據其觸測部位的形狀，可以分為圓錐形測頭、圓柱形測頭、球形測頭、半圓形測頭、點測頭、V型塊測頭等。這類測頭的形狀簡單，制造容易，但是測量力的大小取決于操作者的經驗和技能，因此測量精度差、效率低。目前除少數手動測量機還采用此種測頭外，絕大多數測量機已不再使用這類測頭。電氣接觸式測頭，電氣接觸式測頭目前已為絕大部分坐標測量機所采用，按其工作原理可分為動態測頭和靜態測頭。
