测量工件前对工件进行测量要求的分析，这是三坐标测量机应用中一个基本的环节，主要分析被测零件的测量内容、工件基准、装夹位置、装夹方式等。
测头校准是三坐标测量机进行工件测量前必不可少的一个重要步骤。因为一台测量机可能会配备有多种不同形状及尺寸的测头及配件，不同的侧头其参数信息（如直径、角度等）是不尽相同的，在测量时不同的侧头参数其设置的补偿是不同的，所以要进行测头校准以保证其测量精度。
建立测量坐标系有三个步骤，并且有其严格的顺序：先测量一个平面将其定义为“基准面”，也就是建立了Z 轴的正方向；再测一条线将其定义为“X 轴”或“Y 轴”；是后选择或测一个点将其设置为坐标原点。X、Y、Z轴的确定使用“右手定则”，操作者面向机器，则食指指向为X 轴正方向；中指指向为Y轴正方向；大拇指的指向为Z 轴正方向。
工件测量的主要检测项目是基本元素，所谓基本元素就是直接通过对其表观特征点的测量就可以得到结果的测量项目，如：点、线、面、圆、圆柱、圆锥、球、环带等。测量一个圆上的三个点就可以知道这个圆的圆心位置及直径，这就是所谓的“三点确定一个圆”，如果多测一个点就可以得到圆度，所以为提高测量准确度就要适当的增加点数。
通过对已测得的基本元素进行构造得出（如：角度、交点、距离、位置度等），而并非是直接测量得到的几何特征进行形位公差分析。是后，根据需要进行检测结果的输出以及报告的制作。

三坐标测量机的出现，完成了计算机控制下的各种复杂几何量的测量。由于操作中工作基准的选择、测量方法的选择和坐标测量机在软硬件方面的客观局限性所造成的误差。因此，在应用中更好地掌握并不断地加深理解其工作原理和性能，熟悉其工作和测量过程对完成、提高并拓展三坐标测量技术将发挥重大的作用