三次元精度校准是检查零件和组件的有效解决方案，应用于成熟的质检工艺，凭借其稳定的性能，测量值准确到亚毫米级。
三次元精度校准一般由三个正交的直线运动轴构成，X向导轨系统装在工作台上，移动桥架横梁是Y向导轨系统，Z向导轨系统装在中间滑架内。三个方向轴上均装有光栅尺用以度量各轴位移值。人工驱动的手轮及机动、数控驱动的电机一般都在各轴附近。用来触测被检测零件表面的测头装在Z轴端部。
三坐标测量机是基于坐标测量的通用化数字测量设备。它首先将各被测几何元素的测量转化为对这些几何元素上一些点集坐标位置的测量，在测得这些点的坐标位置后，再根据这些点的空间坐标值，经过数学运算求出其尺寸和形位误差。
机器探头有各种类型，包括触发式探头、位移测量探头、接近探头以及多传感器探头。为将坐标值传回机器处理器，要让探头接触被测物体的表面。
位移测量探头扫描零件或部件，探头再将表面测量数据传输到机器。接近探头的操作方式与位移测量探针类似，两者都不需要探头直接接触物体。接近探针的不同之处在于，它们使用的是激光或视频技术，而不是位移测量探头使用的光电传感器。
要求正确摆放零件，并在测量前固定在合适的位置，因此操作员需要考虑到测量每个对象时的额外时间。同时，大型物体，例如航空航天、汽车、考古领域的常见物体，都需要花费大量时间，才能完成测量，操作员就很容易发生疲劳。
