几十年以前，三坐标测量仪在工业界仅是极少人知道的。自从60年代起，由于电子、计算机及传感器等技术的发展，三坐标测量仪的功能及应用，也改善了许多，使制造工业可以达到高质量、高效率及多功能等测量需求。
1921—1930年代间，由于万能测量显微镜及工具显微镜无法做Z轴方向的测量。
1940年首先推出以肉眼来读标准尺及显微镜的比较测量方式的三坐标测长仪。
1950至1960年间才真正制造出三坐标测量机，但仍沿用肉眼读出方式，因此需用熟练的技术人员来操作方能达成。
1960年后，英国国家工程实验所及国家物理实验所共同研究出使用线性光栅式及莫瑞条纹来编码，这就是今日所用三坐标测量仪数值读出方式，各轴移动最小读数可达0.001mm，然后再配合计算机应用。由于计算机软件的设计为交谈式，故在使用上十分方便，因而三坐标测量仪的使用，已为现代工业测量不可或缺的利器。
进入20世纪80年代后，以ZEISS、LEITZ、DEA、LK、三丰、SIP、FERRANTI、MOORE等为代表的众多公司不断推出新产品，使得CMM（三坐标测量仪）的发展速度加快。现代CMM不仅能在计算机控制下完成各种复杂测量，而且可以通过与数控机床交换信息，实现对加工的控制，并且还可以根据测量数据，实现反求工程。
