蔡司三坐标测量仪作为一种高精密测量仪器，主要是将被测量与标准量进行比较，并将比较结果用数值表示出来。坐标测量机需要三个方向的三个标准仪器(标尺)，可以利用导轨沿相应方向移动，还需要三维测头对被测物体进行检测和瞄准。另外，测量机具有数据处理和自动检测的功能，需要通过相应的电气控制系统和计算机软硬件来实现。
蔡司三坐标测量仪可分为主机、测头和电气系统三部分。
主机结构分为：
1.框架是指测量机的主要机械结构架。它是工作台、立柱、桥架、外壳等机械结构的集合。
2.标尺系统是测量机的重要组成部分，是决定仪器精度的重要环节。CMM中使用的标尺有直线尺、精密丝杠、感应同步器、光栅尺、磁尺、光波波长。该系统还应包括数字显示电气设备。
3.导轨是测量机实现三维运动的重要部件。测量机多采用滑动导轨、滚动轴承导轨和气浮导轨，气浮静压导轨是主要形式。浮动导轨由导轨体和气垫组成，部分导轨体和工作台合二为一。浮动导轨还应包括气源、稳压器、过滤器、气管、分流器等一套气体装置。
4.驱动装置是测量机的重要运动机构，可实现机动和程控伺服运动功能。测量机上常用的驱动装置有螺母、滚轮、钢丝、齿形带、齿条、光轴滚轮等。和由伺服电机驱动。直线电机驱动越来越多。
5.平衡组件，主要用于Z轴框架结构。它的作用是平衡Z轴的重量，使Z轴上下运动无偏差无干扰，检测时Z向力测量稳定。如果安装在Z轴上的探头被更换，平衡力应重新调整以达到新的平衡。Z轴平衡装置包括重锤、发条或弹簧、气缸活塞杆等。
6.转盘和配件。转台是测量机的重要组成部分，它增加了测量机的旋转自由度，方便了某些种类零件的测量。包括分度工作台、单轴转台、万能转台(两轴或三轴)和数控转台等。根据需要，蔡司三坐标CMM有许多附件。一般指自检用的基准水准尺、直角尺、步距规、标准球(或立方体)、千分尺和精密试样。