关节式三坐标测量机按理论来说，可以测量任何工件的任何几何元素的任何参数。不过在实际的应用中，受技术、环境、软件、硬件等一系列的因素的影响，往往与理论存在一定的差距。随着科学和技术的不断发展，关节式三坐标测量机也逐渐朝着更高精、更稳定、更柔性的趋势发展。
      （1）更高的测量精度。精密级的三坐标测量机的坐标测量精度可达到微米级，但是现代的超精加工、科学研究往往要提到纳米级的精度要求，因此要提高三坐标测量机的测量精度。具体方法有提高标定尺寸精度、提高结构精度、减小环境因素带来的影响、适当的采样策略。
      （2）更高的测量效率。生产节奏不断加快，要求测量机在保证测量精度的同时，还要有较高的效率。为了提高测量机的效率，需从以下几个方面采取措施：改进测量机的结构设计，减轻运动部件的质量、提高控制系统性能、采用飞测与扫描测量方式、对动态误差进行补偿、提高软件的运行速度、对可靠性与安全保护提出更高的要求。
      （3）发展探测技术，完善测量机配置。探测技术在关节式三坐标测量机中占有重要地位。从理论上说只要测头能探及，三坐标测量机就能测量。
      （4）采用新材料，运用新技术。近年来，铝合金，陶瓷材料以及各种合成材料在关节式三坐标测量机中得到了越来越广泛的应用。铝合金适合于制作高速运行的三坐标测量机等等。还有新的技术，例如磁悬浮技术也会在测量机及测头中获得应用。
      （5）发展软件技术，发展智能测量机。关节式三坐标测量机的功能主要由软件决定。三坐标测量机的操作、使用的方便性，也首先取决于软件。软件的发展将使三坐标测量机向智能化的方向迈进。
      （6）控制系统更开放。三坐标测量机的测头在整个控制中起着重要的作用，随着测头类型与信号形式的不同，在控制上会产生一些特殊性。随着关节式三坐标测量机成为现代制造系统的一个重要组成部分，能与其他生产机器联网、通信，完成计算机辅助设计、制造、工艺规划。从这一要求出发，柔性的开放式三坐标测量机的开发和应用则非常重要，即柔性臂三坐标测量机。
      （7）成为制造系统的组成部分。主要包括：进一步提高测量机的工作可靠性，增强其环境适应能力，测量机应有较完善的软件功能，具有开放式的控制系统，能有较高的运行速度与测量节拍。
      （8）发展非正交坐标系测量系统。非正交坐标系统从原理上基于三角测量法。三角测量法可以基于长度测量或角度测量，基于长度测量的方法可以达到跟高的精度，特别是对大尺寸测量更是如此。
      （9）加强环境问题的研究。关节式三坐标测量机的测量精度不仅取决于机器本身的精度，而且依赖于环境条件。在许多情况下，环境条件的影响往往成为制约因素。
      （10）加强量值传递，误差检定与补偿研究。关节式三坐标测量机作为一种计量仪器，其功能就是将―米‖的值按其定义以一定的精确度向被测工件传递。作为一种计量仪器，关节式三坐标测量机本身必须按量值传递的规程经过严格的检定。