三坐标测量机通常包括以下几个部分：机床主体、测头系统、计算机、测量软件、机床工作台、探测系统和传动系统等。
其中，机床主体是整个三坐标测量机的核心部件，用于支撑和移动测头和工作台。测头系统则是用于探测被测物体各向异性尺寸形状和位置精度的设备，可选用碳化钨触发式、光学式或光电式测头。计算机和测量软件用于数据采集和分析，可根据需要进行相应的程序设计和数据处理。而机床工作台、探测系统和传动系统也是非常重要的部件，它们共同完成了整个数据采集和分析的过程。
机床主体通常由立柱、横梁、底座、测头支座、X、Y、Z三个坐标测头导轨、Z轴(升降平台)、主轴箱等部分组成。
立柱是整个机床主体的支撑部分，支撑着横梁，测头支座及主轴箱等部分。横梁和底座支撑着X、Y、Z三个坐标测头导轨，通过测头导轨及测头支座固定，使得测头可以沿三个坐标轴方向运动。而Z轴则是升降平台部分，通过位于立柱上部的升降电机进行控制。
主轴箱是整个机床的一个重要部分，其内部设有精密的传动机构，可以带动夹具进行加工和检测。这也是三坐标测量机区别于普通测量工具的重要标志之一。
测头系统通常由触发式测头、光学式测头或光电式测头、放大器等部分组成。
触发式测头通过采用碳化钨等硬质材料制作接触头，进行数据采集测量，并可通过计算机实现数据的存储和分析。光学式测头则采用光学原理进行数据采集，并以此来测量并分析被测物体的各项异性尺寸和形状等。光电式测头则采用电磁感应原理进行数据采集，并以此来测量并分析被测物体的表面粗糙度、轮廓形状和位置精度等。而放大器则是对采集的数据进行放大、转换、处理和传输的设备，使得数据可被计算机系统更加准确地分析和处理。
测量软件是三坐标测量机的核心部分之一，其主要功能包括数据采集、处理、分析、建模和蓝图等。
在数据采集方面，测量软件可以实现数据的在线采集，从而提高数据的精度和可靠性；在数据处理方面，可以将数据转化成用户需要的格式，并进行方便的数据分析和统计；在数据分析方面，测量软件可以帮助用户建立各种模型，并辅助用户根据测量数据来进行优化决策，以保证所测对象的精度和可靠性；在建模方面，测量软件可以建立实体和虚拟模型，从而实现各种设计图的自动转化和数据管理等工作；在蓝图方面，测量软件支持多种数据格式的转换和输出，便于用户进行技术交底和工艺分析等工作。
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