1、手動式
操作者用手握住主軸使其沿著軸移動。測量時，需註意探頭與工件間測量壓力、及探頭移動因加速度所造成軸產生彎曲導致測量誤差。
2、馬達驅動式
馬達驅動式三坐標測量儀一般可由遊戲桿控制。它具有高測量精度、容易操作、且提供教導式測量等優點。
3、CNC式
CNC式三坐標測量儀除瞭具有馬達驅動式的功能之外，還可自動依照計算機所預先設定的程序執行測量，甚至有些廠商出品的三坐標測量儀，也提供瞭自動裝拆工件。CNC式三坐標測量儀除提供尺寸測量（點到點的測量）外，也可作曲面的輪廓測量（點到點的測量及掃瞄測量）。
