光学拍照式测量系统主要参考行程范围、误差、测量空间及被测工件最大重量，结合现场实际情况进行选型，测量机是典型的机电一体化设备，它由机械系统和电子系统两大部分组成。
（1）机械系统：一般由三个正交的直线运动轴构成。x向导轨系统装在工作台上，移动桥架横梁是y向导轨系统，z向导轨系统装在中央滑架内。三个方向轴上均装有光栅尺用以度量各轴位移值。人工驱动的手轮及机动、数控驱动的电机一般都在各轴附近。用来触测被检测零件表面的测头装在z轴端部。
（2）电子系统：一般由光栅计数系统、测头信号接口和计算机等组成，用于获得被测坐标点数据，并对数据进行处理。
光学拍照式测量系统组成可主要分为机械框架结构、导轨、测头、计算机和电气系统等，具体内部结构暂不做展开。
机械框架结构：包含工作台、立柱、桥框等机械结构，材料以花岗石为主，温度稳定性好（通常在20±2℃工作）；
导轨：主要分为滑动导轨、滚动轴承导轨和气浮导轨三种。以气浮静压导轨为主，主要由导轨体和气垫组成；
测头：分为接触式/非接触式两种，通常是与工件接触的部件。包括传感器、红宝石测针和测头座。测针触碰物体时发生偏置，内部产生脉冲信号，即可使测量机锁存当前坐标位置；
计算机和电气系统：控制和数据处理部件。
相较于常用的2d平面靶标标定、3d立体靶标标定，利用三坐标测量机进行标定可以同时克服平面靶标测量精度低和立体靶标加工困难等缺点。