Istota techniki współrzędnościowej-Proces pomiarowy w przypadku WMP polega na pomiarze wartości współrzędnych X, Y, Z pojedynczych punktów na powierzchni mierzonego przedmiotu. W większości klasycznych WMP (z wyjątkiem maszyn hybrydowych i ramion przenośnych) pomiar odbywa się w układzie współrzędnych kartezjańskich, tzn. ruchome zespoły pomiarowe maszyny przemieszczają się w trzech wzajemnie prostopadłych kierunkach.Do lokalizacji punktów mierzonego przedmiotu w przestrzeni pomiarowej WMP służy głowica pomiarowa, natomiast pomiar ich położenia realizują liniały pomiarowe znajdujące się w każdej z osi maszyny. Na tym etapie wymiary mierzonego przedmiotu oraz odchyłki kształtu i położenia jego elementów nie są jeszcze znane. Niezbędny jest do tego proces obliczeniowy. Na podstawie zarejestrowanych współrzędnych poszczególnych punktów pomiarowych komputer maszyny wyznacza figury geometryczne, z których składa się element mierzony.

cztery podstawowe rodzaje rozwiązań konstrukcyjnych maszyn: portalowe (nazywane inaczej bramowymi), mostowe oraz wspornikowe i wysięgnikowe. Rozwiązania te różnią się przestrzennym usytuowaniem zespołów nośnych maszyny, co przekłada się na ich parametry użytkowe, takie jak zakres pomiarowy i dokładność. Przykładowe schematy kinematyczne dwóch najbardziej popularnych typów maszyn: portalowej i wysięgnikowej.W przypadku najbardziej uniwersalnych maszyn portalowych zakresy pomiarowe sięgają od 400 do 5000mm na oś. Maszyny mostowe charakteryzują się znacznie większymi zakresami sięgającymi nawet 16m. Rzadko spotykane maszyny wspornikowe ze względu na małą sztywność konstrukcji mają dość małe zakresy od 300 do maksymalnie 700mm. Za to stosowane najczęściej w przemyśle motoryzacyjnym maszyny wysięgnikowe oferują znacznie większe zakresy pomiarowe sięgające w najdłuższej osi do 18m oraz do 3,5m w pozostałych osiach. Dokładność WMP zależy od typu konstrukcji i zastosowanej głowicy pomiarowej. Wynosi ona od kilkudziesięciu µm dla maszyn o dużych zakresach pomiarowych, do dziesiątych części µm dla maszyn portalowych o największej dokładności.

Stykowe głowice WMP dzielą się na impulsowe (przełączające) i skaningowe (mierzące). Wśród głowic impulsowych najstarszą i najprostszą konstrukcją są głowice elektrostykowe. Znacznie nowszym rozwiązaniem są dodatkowe przetworniki tensometryczne lub piezoelektryczne w głowicach elektronicznych. Głowice skaningowe dzielą się w zależności od sposobu zadawania nacisku pomiarowego na pasywne oraz aktywne. W głowicach pasywnych stosuje się proste zespoły sprężyn płasko-równoległych, a w głowicach aktywnych zaawansowane elektroniczne generatory siły nacisku.