建立零件坐标系在三坐标测量的直接体现是提高测量效率和测量的准确性，这也是三坐标测量区别与传统测量的主要特点之一。有了零件坐标系，测量是由软件进行坐标转换，实现自动找正。建立零件坐标系的主要意义：
1、在零件坐标系上编制的测量程序可以重复运行而不受零件摆放位置的影响，所以编制程序前首先要建立零件坐标系。而建立坐标系所使用的元素不一定是零件的基准元素。
2、在测量过程中要检测位置度误差，许多测量软件在计算位置度时直接使用坐标系为基准计算位置度误差，所以要直接使用零件的设计基准或加工基准等等建立零件坐标系。
3、为了进行数字化扫描或数字化点作为CAD/CAM软件的输入，需要以整体基准或实物基准建立坐标系。
4、当需要用CAD数模进行零件测量时，要按照CAD数模的要求建立零件坐标系，使零件的坐标系与CAD数模的坐标系一致，才能进行自动测量或编程测量。
5、需要进行精确的点测量时，根据情况建立零件坐标系（使测点的半径补偿更为准确）。
6、为了测量方便，和其它特殊需要。
在测量过程中我们可能根据具体情况和测量的需要多次建立和反复调用零件坐标系，而只有在评价零件的被测元素时要准确的识别和采用各种要求的基准进行计算和评价。需要说明的是，对于不清楚或不确定的计算基准问题，一定要取得责任工艺员或工程师的认可和批准，方可给出检测结论。
建立零件坐标系最常用的方法是3-2-1法。3-2-1法是用3点测平面取其法矢建立第一轴，用2点测线投影到平面建立第二轴（这样两个轴绝对垂直，而第三轴自动建立，三轴垂直保证符合直角坐标系的定义），用一点或点元素建立坐标系零点。由于3-2-1法建立的零件坐标系，是符合笛卡尔直角坐标原理，因此在三坐标测量机的运用是及其普遍的。需要注意的是，并非要用完整的3-2-1法来建立坐标系，可以单步进行或省略其中的步骤建立零件坐标系。如：回转体的零件（圆柱形）就可以不用进行第二步，用圆柱轴线确定第一轴并定义圆心为零点建立坐标系。在软件中用点元素来设置坐标系零点，即平移坐标系，即可建立一个新的坐标系。
随着三坐标测量软件功能的不断发展完善，已经可以用多种方式来建立坐标系，在RationalDMIS测量软件中就可以支持多种方式生成坐标系，其中多点拟合坐标系、三点啮合坐标系，就可以通过点元素或是能简化成点的元素建立零件坐标系，针对一些薄壁件和不规则的曲面件都可以用类似的方法建立；RPS迭代是该软件突出的坐标系建立方法，该方法在RPS基准点系统的汽车零件建立坐标系中得到了广泛的运用，同时，RationalDMIS加入了软件参与运算方法，减少测量误差。因此，在三坐标测量中零件的测量基准，需要有软件合理的坐标系建立方法支持才能测量出更准确的数据。
不同的零件，建立零件坐标系的方法也是灵活多变的。至于使用哪种建立零件坐标系的方法，要根据零件的实际情况。如何确定零件坐标系的建立是否正确，可以观察软件中的坐标值来判断。方法是：将软件显示坐标置于“零件坐标系”方式，用操纵杆控制测量机运动，使宝石球尽量接近零件坐标系零点，观察坐标显示，然后按照设想的方向运动测量机的某个轴，观察坐标值是否有相应的变化，如果偏离比较大或方向相反，那就要找出原因，重新建立坐标系。
总之，建立零件坐标系在三坐标测量里是必不可少的，它将直接影响用户对测量结果的准确与否。
