悬臂式三坐标测量机是由三个正交的直线运动轴构成的，这三个坐标轴的相互配置位置（即总体结构形式）对测量机的精度以及对被测工件的适用性影响较大。主要有机械部件、控制系统、计算机系统组成。控制系统功能介绍：
1、控制、驱动测量机的运动：三轴同步、速度、加速度控制；操纵盒或计算机指令通过系统控制单元，按照设置好的速度、加速度，驱动测量机三轴直流伺服电机转动，并通过光栅和电机的反馈电路对运行速度和电机的转速进行控制，使悬臂式三坐标测量机的三轴同步平稳的按轨迹运动。
2、在有触发信号时采集数据，对光栅读数进行处理：当通过操纵盒或计算机指令控制运动的测量机测头传感器与被测零件接触时，测头传感器（简称测头）就会发出被触发的信号。信号传送到控制单元后，立即令测量机停止运动（测头保护功能），同时锁存此刻的三轴光栅读数。这就是测量机测量的一个点的坐标。
3、根据补偿文件，对悬臂式三坐标测量机进行21项误差补偿：测量机在制造组装完成后，都要使用激光干涉仪和其它检测工具对21项系统误差（各轴的两个直线度、两个角摆误差、自转误差、位置误差，三轴之间的垂直度误差，共21项）进行检测，生成误差补偿文件，将这些误差用软件进行补偿，以保证测量机精度符合合同的要求。测头触发后锁存的每一个点坐标都要经过误差计算、补偿后再传送给计算机测量软件。