一般来说,三坐标测量机就是在三个相互垂直的方向上有导向机构、测长元件、数显装置，有一个能够放置工件的工作台(大型和巨型不一定有)，测头可以以手动或机动方式轻快地移动到被测点上，由读数设备和数显装置把被测点的坐标值显示出来的一种测量设备。显然这是简单、是原始的测量机。有了这种测量机后，在测量容积里任意一点的坐标值都可通过读数装置和数显装置显示出来。测量机的采点发讯装置是测头，在沿X，Y，Z三个轴的方向装有光栅尺和读数头。其测量过程就是当测头接触工件并发出采点信号时，由控制系统去采集当前机床三轴坐标相对于机床原点的坐标值，再由计算机系统对数据进行处理。
而对于不规则球面，如何准确有效的检测零件球径大小和球心位置是在测量工作中经常遇到的问题，用三坐标进行不规则球面的检测不仅直观且又方便，其测量结果精度高，并且重复性好。目前生产的零件有很多需要进行严格的球径和球心位置的检查。因此能否准确有效的测量出此类零件的球面对以后的装配有着一定的影响。