当进行工件测量时，坐标系建立是否合理正确将会直接影响测量结果。对生产加工或装配造成很大的影响，故坐标系的建立必须遵守一定原则。
1、坐标系建立原则
与传统的测量仪器不同，三坐标测量机测量工件时，通常不需要对被测工件进行精确的调整定位，因为软件提供的功能可以让操作者根据工件上基准要素的实际方位来建立工件坐标系，即柔性定位。这样测量结果在很大程度上依赖于工件坐标系的建立是否合理。
为了做到能合理地建立工件坐标系，测量时尽量按照如下原则来建立坐标系：
(1)选择测量基准时应按使用基准、设计基准、加工基准的顺序来考虑。
(2)当上述基准不能为测量所用时，可考虑采用等效的或效果接近的过渡基准作为测量基准。
(3)选择面积或长度足够大的元素作定向基准。
(4)选择设计及加工精度高的元素作为基准。
(5)注意基准的顺序及各个基准在建立工件坐标系时所起的作用。
(6)可采用基准目标或模拟基准。
(7)注意减小因基准元素测量误差造成的工件坐标系偏差。
2、坐标系的分类
根据坐标系与测量机的关系，软件将坐标系分为四种：机器坐标系、工件坐标系、当前坐标系和控制坐标系。
(1)机器坐标系：机器坐标系是软件在运行后，通过对原始坐标系做出一些修正，从而达到近似理想的坐标系。如果各轴没有重新清零，机器坐标系是不会改变的，且机器坐标系是其他所有坐标系的参考坐标系。
(2)工件坐标系：因为被测件在坐标测量机的测量范围内可任意摆放，所以每一个零件被测量元素的空间位置都是不确定的。比如工件上有一个孔，它在坐标测量机中的坐标位置是一个随机的数据，但设计此孔或加工此孔时却有一个明确的坐标位置，为了让测量值与图纸上的值相统一，就需要建立一个与设计基准或加工基准等相一致的坐标系，我们把这样的一个坐标系就称之为工件坐标系。
(3)当前坐标系：在测量过程中，因测量的需要可能要用到机器坐标系，也可能要用到工件坐标系，且有时工件坐标系有好几个，在测量过程中坐标系可能会相互切换，那么切换到此时的坐标系即为这一时刻的当前坐标系。
(4)控制坐标系：对CNC控制的测量机而言，在其自动或编程运行中定义其运动目标和轨迹的坐标系。
由于机器坐标系是一台测量机所固有的坐标系；控制坐标系只是参与测量机运动轨迹的控制，前者不需要进行任何特殊操作，后者也仅仅是在已有的坐标系中进行选择，需要操作者特别关注的就只是根据测量需要来建立工件坐标系。
