三坐标测量机采用非接触光学测头测量工件，有以下优点：
1、没有测量力和摩擦，可以用于测量各种柔软和易变形的物体；
2、因为不接触被测件，三坐标测量机可以很快的对物体进行扫描测量，测量速度和采样频率都较高；
3、光斑可以做的很小，可以探测一般机械测头难以探测的部位，也不需要进行测端半径补偿；
4、许多光学测头具有大的量程，这是一般接触测头难以达到的；
5、同时探测的信息丰富。
用光学测头测量物体，并不是测量物体本身的几何形状，而是所“看”到物体的光学反差结构。除物体的尺寸特性外，物体的辐射特性对测量结果也有较大影响。如照明情况、表面状态反射情况、阴影、挡光、对谱线吸收情况等，都会引入附加误差。所以光学测头不能简单地以测量不确定度或zui大允许误差来表征，而要在非常确定的工作条件下，来讨论测量不确定度。
近年来光学测头发展非常迅速，现可以将应用到三坐标测量机上的光学测头分为五类：
1、一维测头：如三角法测头、激光聚焦测头、光纤测头等；
2、二维测头：主要是各种视像测头，如利用CCD摄像机测量平面轮廓；
3、二维加一维测头：在二维测头基础上，再增加对焦功能，使其能实现三维测量；
4、三维测头：如体视式测头；
5、接触式测头：先用测端拾取工件表面位置信息，再用光学原理进行转换。
