Koordinaattimittauslaite on tietokoneella ohjattu kolmiulotteisten geometristen tietojen digitoija. Kone voi käyttää ruudukon kaltaisia hakukuvioita vapaasti-tilassa, jossa muodon yksinkertaisia ääriviivoja tutkitaan vapaasti valitsemalla datapisteitä. Kone on myös joidenkin automaattisten tarkastusjärjestelmien perusta.
Kone koostuu tyypillisesti litteästä pöydästä, jolle näyte asetetaan. Kynä tai osoitin on liitetty päähän, joka voi pyöriä mihin tahansa suuntaan. Pään paino on tasapainossa, joten sitä on helppo käsitellä. Joissakin pöydissä pää liikkuu käsivarressa, joka kulkee pöydän pituuden yli. Pienemmissä sovelluksissa pää voi liikkua tuilla tutkimuspöydän poikki tai hanhen kaulamekanismin kautta. Näytteiden koko ja vaadittu tarkkuus määrää koneen valinnan.
Näytteen geometrian tallentamiseksi kynä sijoitetaan valittuun kohtaan. Kappaleen ääriviivat määräytyvät kynän avulla, joka seuraa korkeutta ja noudattaa suoraviivaista ruudukkoa x- ja y-suunnassa. Yksinkertaisemmassa versiossa koordinaattimittauslaitteesta käyttäjä koskettaa useita pisteitä objektissa ja x, y, z -tiedot tallennetaan koneen muistiin.
Tietojen keräämisvaiheen päätyttyä tietokone koordinaattimittauslaitteessa kartoittaa kohteen kolmiulotteisen mallin. Malli voi olla vektoripohjainen, jos kerätään riittävästi tietoja. Muussa tapauksessa voidaan tuottaa pisteen yhdistävä kartta otoksista. Tiedot voidaan tyypillisesti viedä muihin sovelluksiin, jotka käyttävät geometrisia tietoja, kuten tekniset suunnitteluohjelmat tai tietyt kirurgisen suunnittelun ohjelmistot. Tiedot voidaan syöttää grafiikankäsittelyohjelmiin, jotka luovat visuaalisia malleja, jotka voidaan näyttää ja kiertää avaruudessa.
Toinen koordinaattimittauslaitteen yleinen käyttö yhdessä optisen järjestelmän kanssa on tiukkojen laadunvalvontatoleranssien osien tarkastus ja esineiden, kuten työkalujen, puolijohdekuvioiden ja monimutkaisten mekaanisten osien, valmistus. Edellä kuvatulla tavalla päinvastoin, koneeseen ohjelmoidaan tutkittavan osan tekniset tiedot. Tiedot syötetään siten, että koordinaattimittauslaitteen optinen järjestelmä voi löytää kotipaikan, kuten kahden reunan leikkauspisteen tai pyöreän aukon keskipisteen.
Tämä käyttö edellyttää tietoa osien määrittämisestä ja toleranssien vahvistamisesta. Jos kaikki mahdolliset mitat määritetään tarkkoina mittauksina, valmistusvariaatioille ei ole tilaa. Osan suunnittelijan on otettava huomioon kyseistä osaa valmistavien koneiden kyvyt ja pinottujen toleranssien lisävaikutukset. Kun tämä on tehty, asianmukaisesti laadittu suunnitelma määrittää mitat, toleranssit ja peruspisteet koordinaattimittauslaitteen ohjelmoijalle.