同轴度就是定位公差，理论正确位置即为基准轴线。由于被测轴线对基准轴线的不同点可能在空间各个方向上出现，故其公差带为一以基准轴线为轴线的圆柱体，公差值为该圆柱体的直径，在公差值前加注符号“Φ”。同轴度误差是反应在横截面上的圆心的不同心。利用三坐标测量同轴度不仅直观且方便，其测量结果精度高。
影响同轴度的主要因素是被测元素与基准元素的圆心位置和轴线方向。如在基准圆柱上测量两个截面圆，用其连线作基准轴。在被测圆柱上也测量两个截面圆，构成一条直线，然后计算同轴度。假设基准上两个截面距离为10mm，基准第一截面与被测圆柱的第一截面的距离为100mm，如果基准的第二截面圆的圆心位置与第一截面圆圆心有5um的测量误差，那么基准轴线延伸到被测圆柱第一截面时已偏离50um(5um×100÷10)，此时，即使被测圆柱与基准同轴，其结果也会有100um的误差(同轴度公差值为直径，50um是半径)。
使用三坐标测量同轴度一般有三种方法：
公共轴线法直线度法求距法公共轴线法：在被测元素与基准元素上测量多个横截面的圆，再将这些圆的圆心连接成一条3D直线，把这条直线作为公共直线。然后分别计算基准圆柱与被测圆柱对公共轴线的同轴度，取其最大值作为该零件的同轴度。这种方法接近实际的装配过程。直线度法：在被测元素与基准元素上测量多个横截面的圆，将这些圆的圆心连接成一条3D直线，然后评价这条3D直线的直线度，同轴度可以看成直线度的两倍。求距法：同轴度为被测元素与基准元素轴线最远距离的2倍。即用三坐标测量出两条直线的最远距离，然后乘以2，即为该零件的同轴度。求距法在求两条轴线最远距离时要投影到一个平面上。因此这个平面与用作基准的轴的垂直度要好。这种情况比较适合测量同心度。
