蔡司三坐标测量仪的原理是由X、Y、Z这3个互相垂直的运动轴建立起一个直角坐标系，测头的一切运动都在这个坐标系中进行。蔡司三坐标测量仪测量时，将被测工件放在工作台上，测头与工件表面接触，三坐标测量机的检测系统可以给出测球中心点在坐标系中的准确位置。当测球沿着工件的几何型面移动时，就可以得出被测几何面上各点的坐标值；这些位置测量数据经计算机软件处理，就可以准确地给出被测工件的几何尺寸及形位误差等。蔡司三坐标测量仪由硬件和软件组成，其中测量机硬件由主机（包括光栅尺），电气系统及测头等组成。