Trong khi các lập trình máy cmm truyền thống sử dụng đầu dò di chuyển trên ba trục Descartes để đo các đặc điểm vật lý của vật thể, các máy CMM di động sử dụng cánh tay khớp nối hoặc, trong trường hợp của máy CMM quang học, hệ thống quét không cần cánh tay sử dụng phương pháp tam giác quang học và cho phép di chuyển hoàn toàn tự do xung quanh vật thể.
CMM di động có tay khớp nối có sáu hoặc bảy trục được trang bị bộ mã hóa quay, thay vì trục tuyến tính. Tay di động có trọng lượng nhẹ (thường dưới 20 pound) và có thể mang theo và sử dụng ở hầu hết mọi nơi. Tuy nhiên, CMM quang học ngày càng được sử dụng nhiều trong ngành. Được thiết kế với camera mảng tuyến tính hoặc ma trận nhỏ gọn (như Microsoft Kinect), CMM quang học nhỏ hơn CMM di động có tay, không có dây và cho phép người dùng dễ dàng thực hiện các phép đo 3D của mọi loại vật thể ở hầu hết mọi nơi.
Một số ứng dụng không lặp lại như kỹ thuật đảo ngược , tạo mẫu nhanh và kiểm tra quy mô lớn các bộ phận ở mọi kích thước rất phù hợp với CMM di động. máy đo 2d 3d có nhiều lợi ích. Người dùng có thể linh hoạt thực hiện các phép đo 3D của mọi loại bộ phận và ở những vị trí xa xôi và khó khăn nhất. Chúng dễ sử dụng và không yêu cầu môi trường được kiểm soát để thực hiện các phép đo chính xác. Hơn nữa, CMM di động có xu hướng có giá thành thấp hơn CMM truyền thống.
Sự đánh đổi cố hữu của CMM di động là thao tác thủ công (luôn cần có người sử dụng). Ngoài ra, độ chính xác tổng thể của chúng có thể kém chính xác hơn so với CMM loại cầu và ít phù hợp hơn với một số ứng dụng.