三坐标测量机的探测系统是由测头及其附件组成的系统，测头是测量机探测时发送信号的装置，它可以输出开关信号，亦可以输出与探针偏转角度成正比的比例信号，它是坐标测量机的关键部件，测头精度的高低很大程度决定了测量机的测量重复性及精度；不同零件需要选择不同功能的测头进行测量。

点到点触发测头 
特征： 应用广泛的触发式电子测头，可完成快速和重复性的测量任务。使用寿命长，精确，便于使用，成本相对较低，测量空间局限性小。 
应用： 适于三维箱体类工件的测量 
可分度更换扫描测头 
特征：高精度快速扫描测头，通过获取大量的数据点，完成对箱体类零件和轮廓曲面的可靠测量。可安装于分度式测座，并可与其他测头进行互换。 
应用：用于几何元素、复杂形状和轮廓的测量，对诸如尺寸、位置和形状等几何特征进行完整的描述。 
固定式扫描测头 
特征：精度的扫描测座，可向测量机发送连续的数据信息。被安装于测量机Z 轴上，并可配置较长的加长杆以完成较深特征元素的测量工作。 
应用：检测精度高，广泛用于检测形状误差、复杂几何形状和轮廓外形，包括尺寸、位置和形状。 
非接触光学测头 
特征：利用判断阴影及反光在光电器件上生成的特性类型(轮廓的灰度值)，人工对准或自动发出锁存信号，锁存垂直于光轴方向的两维坐标 
应用：完成对小的尺寸特征的放大测量，尤其是在大的工件上面具备小的测量特征时。 
非接触激光扫描测头 
特征：非接触激光扫描测头，利用三角测量法，垂直于测头方向的两维坐标由测量机的坐标系给出，光轴方向尺寸由三角形原理由测量机探测轴的位置给出，能够在短时间获取工件表面的大量数据点云。 

应用：不仅可以完成数字化测量，实现逆向工程的应用，还可以完成复杂几何形状和要素的CAD比对测量与分析。