3d cmm dùng đầu dò (probe) tiếp xúc hoặc không tiếp xúc để thu thập tọa độ không gian (X, Y, Z) của bề mặt chi tiết. Dữ liệu này được phần mềm phân tích để xác định kích thước, hình dạng, dung sai hình học (GD&T) và so sánh với bản vẽ CAD. Xem thêm: máy scan 3d cầm tay