關節式三坐標測量機按理論來說，可以測量任何工件的任何幾何元素的任何參數。不過在實際的應用中，受技術、環境、軟件、硬件等一系列的因素的影響，往往與理論存在一定的差距。隨著科學和技術的不斷發展，關節式三坐標測量機也逐漸朝著更高精、更穩定、更柔性的趨勢發展。
    （1）更高的測量精度。精密級的三坐標測量機的坐標測量精度可達到微米級，但是現代的超精加工、科學研究往往要提到納米級的精度要求，因此要提高三坐標測量機的測量精度。具體方法有提高標定尺寸精度、提高結構精度、減小環境因素帶來的影響、適當的采樣策略。
    （2）更高的測量效率。生產節奏不斷加快，要求測量機在保證測量精度的同時，還要有較高的效率。為了提高測量機的效率，需從以下幾個方面采取措施：改進測量機的結構設計，減輕運動部件的質量、提高控制系統性能、采用飛測與掃描測量方式、對動態誤差進行補償、提高軟件的運行速度、對可靠性與安全保護提出更高的要求。
    （3）發展探測技術，完善測量機配置。探測技術在關節式三坐標測量機中占有重要地位。從理論上說只要測頭能探及，三坐標測量機就能測量。
    （4）采用新材料，運用新技術。近年來，鋁合金，陶瓷材料以及各種合成材料在關節式三坐標測量機中得到了越來越廣泛的應用。鋁合金適合于制作高速運行的三坐標測量機等等。還有新的技術，例如磁懸浮技術也會在測量機及測頭中獲得應用。
    （5）發展軟件技術，發展智能測量機。關節式三坐標測量機的功能主要由軟件決定。三坐標測量機的操作、使用的方便性，也首先取決于軟件。軟件的發展將使三坐標測量機向智能化的方向邁進。
    （6）控制系統更開放。三坐標測量機的測頭在整個控制中起著重要的作用，隨著測頭類型與信號形式的不同，在控制上會產生一些特殊性。隨著關節式三坐標測量機成為現代制造系統的一個重要組成部分，能與其他生產機器聯網、通信，完成計算機輔助設計、制造、工藝規劃。從這一要求出發，柔性的開放式三坐標測量機的開發和應用則非常重要，即柔性臂三坐標測量機。
    （7）成為制造系統的組成部分。主要包括：進一步提高測量機的工作可靠性，增強其環境適應能力，測量機應有較完善的軟件功能，具有開放式的控制系統，能有較高的運行速度與測量節拍。
    （8）發展非正交坐標系測量系統。非正交坐標系統從原理上基于三角測量法。三角測量法可以基于長度測量或角度測量，基于長度測量的方法可以達到跟高的精度，特別是對大尺寸測量更是如此。
    （9）加強環境問題的研究。關節式三坐標測量機的測量精度不僅取決于機器本身的精度，而且依賴于環境條件。在許多情況下，環境條件的影響往往成為制約因素。
    （10）加強量值傳遞，誤差檢定與補償研究。關節式三坐標測量機作為一種計量儀器，其功能就是將―米‖的值按其定義以一定的精確度向被測工件傳遞。作為一種計量儀器，關節式三坐標測量機本身必須按量值傳遞的規程經過嚴格的檢定。