三坐标测量机大部分有以下四种分类方法:
一、按CMM的精度分类
1．精密型CMM
其单轴*大测量不确定度小于1×10－6L（L为*大量程，单位为mm），空间*大测量不确定度小于（2～3）×10－6L，一般放在具有恒温条件的计量室内，用在精密测量。
2．中、低精度CMM
低精度CMM的单轴*大测量不确定度大体在1×10－4L左右，空间*大测量不确定度为（2～3）×10－4L，中等精度CMM的单轴*大测量不确定度约为1×10－5L，空间*大测量不确定度为（2～3）×10－5L。这类CMM一般放在生产车间内，用在生产过程检测。
二、按CMM的测量范围分类
1．小型坐标测量机
这类CMM在其*长一个坐标轴方向（一般为X轴方向）上的测量范围小于500mm，大部分用在小型精密模具、工具和刀具等的测量。
2．中型坐标测量机
这类CMM在其*长一个坐标轴方向上的测量范围为500～2000mm，是应用*多的机型，大部分用在箱体、模具类零件的测量。
3．大型坐标测量机
这类CMM在其*长一个坐标轴方向上的测量范围大于2000mm，大部分用在汽车与发动机外壳、航空发动机叶片等大型零件的测量。
三、按CMM的技术水平分类
1．数字显示及打印型
这类CMM大部分用在几何尺寸测量，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CMM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CMM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。
四、按CMM的结构形式分类
按照结构形式，CMM可分为固定桥式、移动桥式、悬臂式、龙门式、立柱式等。