Mesin pengukur koordinat adalah digitizer yang dikendalikan komputer dari data geometris tiga dimensi. Mesin dapat mengoperasikan pola pencarian seperti kisi dalam mode gaya bebas di mana kontur sederhana dari suatu bentuk dieksplorasi dengan pemilihan titik data secara bebas. Mesin juga merupakan dasar untuk beberapa sistem inspeksi otomatis.
Mesin biasanya terdiri dari meja datar di mana spesimen ditempatkan. Stylus atau penunjuk terhubung ke kepala yang dapat berputar ke segala arah. Berat kepala seimbang sehingga mudah dimanipulasi. Di beberapa meja, kepala bergerak dengan lengan yang bergerak sepanjang meja. Dalam aplikasi yang lebih kecil, kepala dapat bergerak dengan penyangga melintasi meja pemeriksaan atau melalui mekanisme leher angsa. Ukuran spesimen dan tingkat akurasi yang diperlukan menentukan pilihan mesin.
Untuk merekam geometri sampel, stylus diposisikan di tempat yang dipilih. Kontur potongan ditentukan oleh stylus yang menelusuri ketinggian sambil mengikuti pola kisi bujursangkar dalam arah x dan y. Dalam versi yang lebih sederhana dari mesin pengukur koordinat, operator menyentuh sejumlah titik pada objek, dan data x,y,z direkam di dalam memori mesin.
Setelah menyelesaikan langkah akumulasi data, komputer di dalam mesin pengukur koordinat memetakan model objek tiga dimensi. Model mungkin berbasis vektor jika data yang cukup dikumpulkan. Jika tidak, peta connect-the-dots dari titik sampel dapat diproduksi. Data biasanya dapat diekspor untuk aplikasi lain yang menggunakan data geometris, seperti program desain teknik atau perangkat lunak perencanaan bedah tertentu. Data dapat dimasukkan ke dalam program pemrosesan grafik yang akan membuat model visual yang dapat ditampilkan dan diputar di ruang angkasa.
Penggunaan umum kedua dari mesin pengukur koordinat, yang digabungkan dengan sistem optik, adalah pemeriksaan suku cadang dengan toleransi kontrol kualitas yang ketat dan untuk pembuatan objek, seperti perkakas, pola semikonduktor, dan suku cadang mekanis yang rumit. Kebalikan dari prosedur di atas, spesifikasi bagian yang akan diperiksa diprogram ke dalam mesin. Data dimasukkan sedemikian rupa sehingga sistem optik dari mesin pengukur koordinat dapat menemukan lokasi rumah, seperti perpotongan dua sisi atau pusat potongan melingkar.
Penggunaan ini membutuhkan pengetahuan tentang bagaimana bagian-bagian ditentukan dan toleransi ditetapkan. Jika setiap dimensi yang mungkin ditentukan sebagai pengukuran yang tepat, tidak ada ruang untuk varians manufaktur. Perancang bagian harus memperhitungkan kemampuan mesin yang membuat bagian itu dan efek aditif dari toleransi yang ditumpuk. Setelah melakukannya, cetak biru yang disiapkan dengan benar, akan menentukan dimensi, toleransi, dan datum untuk diikuti oleh pemrogram mesin pengukur koordinat.