一、按三坐标测量机的技术水平分类
    1．数字显示及打印型：这类坐标测量机主要用于几何尺寸测量，可显示并打印出测得点的坐标数据，但要获得所需的几何尺寸形位误差，还需进行人工运算，其技术水平较低，目前已基本被陶汰。
    2．带有计算机进行数据处理型：这类坐标测量机技术水平略高，目前应用较多。其测量仍为手动或机动，但用计算机处理测量数据，可完成诸如工件安装倾斜的自动校正计算、坐标变换、孔心距计算、偏差值计算等数据处理工作。
    3．计算机数字控制型：这类坐标测量机技术水平较高，可像数控机床一样，按照编制好的程序自动测量。
二、按三坐标测量机的测量范围分类
    1．小型坐标测量机：这类坐标测量机在其较长一个坐标轴方向（一般为X轴方向）上的测量范围小于500mm，主要用于小型精密模具、工具和刀具等的测量。
    2．中型坐标测量机：这类坐标测量机在其较长一个坐标轴方向上的测量范围为500～2000mm，是应用较多的机型，主要用于箱体、模具类零件的测量。
    3．大型坐标测量机：这类坐标测量机在其较长一个坐标轴方向上的测量范围大于2000mm，主要用于汽车与发动机外壳、航空发动机叶片等大型零件的测量。
三、按三坐标测量机的精度分类
    1．精密型坐标测量机 其单轴较大测量不确定度小于1×10－6L（L为大量程，单位为mm），空间测量不确定度小于（2～3）×10－6L，一般放在具有恒温条件的计量室内，用于精密测量。
    2．中、低精度坐标测量机 低精度坐标测量机的单轴测量不确定度大体在1×10－4L左右，空间测量不确定度为（2～3）×10－4L，中等精度坐标测量机的单轴测量不确定度约为1×10－5L，空间测量不确定度为（2～3）×10－5L。这类坐标测量机一般放在生产车间内，用于生产过程检测。
四、按三坐标测量机的结构形式分类
    按照结构形式，三坐标测量机可分为移动桥式三坐标测量机、固定桥式三坐标测量机、龙门式三坐标测量机、悬臂式三坐标测量机、立柱式三坐标测量机等。
    1.移动桥式结构，它是目前应用广泛的一种结构形式，其结构简单，敞开性好，工件安装在固定工作台上，承载能力强。但这种结构的X向驱动位于桥框一侧，桥框移动时易产生绕Z轴偏摆，而该结构的X向标尺也位于桥框一侧，在Y向存在较大的阿贝臂，这种偏摆会引起较大的阿贝误差，因而该结构主要用于中等精度的中小机型。
    2.固定桥式结构，其桥框固定不动，X向标尺和驱动机构可安装在工作台下方中部，阿贝臂及工作台绕Z轴偏摆小，其主要部件的运动稳定性好，运动误差小，适用于高精度测量，但工作台负载能力小，结构敞开性不好，主要用于高精度的中小机型。
    3.龙门式结构，它与移动桥式结构的主要区别是它的移动部分只是横梁，移动部分质量小，整个结构刚性好，三个坐标测量范围较大时也可保证测量精度，适用于大机型，缺点是立柱限制了工件装卸，单侧驱动时仍会带来较大的阿贝误差，而双侧驱动方式在技术上较为复杂，只有Y向跨距很大、对精度要求较高的大型测量机才采用悬臂式结构，结构简单，具有很好的敞开性，但当滑架在悬臂上作Y向运动时，会使悬臂的变形发生变化，故测量精度不高，一般用于测量精度要求不太高的小型测量机。