三坐標復合式測量系統是指在同一個三坐標測量系統上集成兩個以上的測量工藝或方法，常見的三坐標復合式測量機有三坐標測量機與激光掃描的集成、三坐標測量機與圖像測量的集成，以及上述三種測量工藝的集成等。
三坐標復合式測量系統的優點是利用同一臺三坐標測量機，可以測量一個零件的不同特征，從而使測量的結果更準確，效率更高，并節約機器的購置成本。比如，對于既有復雜曲面又有典型幾何元素形狀的機械零件來說，利用三坐標的接觸式測量方法和激光測量方法就可以取得較好的測量效果。而對于一些大量以平面特征為主的零部件來說，圖像測量與三坐標的配合則效果會更好。
