任何椭偏样品表征至少包括两个步骤：

第一步，椭圆偏振仪测量样品引起的偏振变化，每个探测光子能量可以将其转化为两个实数。 这些就是所谓的椭偏参数 Δ（“Delta”）和 Ψ（“Psi”）。 这些参数可以理解为所研究的样品如何与偏振光相互作用的“指纹”。

第二步，测量值 Δ 和 Ψ 用于计算感兴趣的样品属性，例如层厚度、折射率和/或吸收率。 专门的数据分析软件使用样本的计算模型来计算预期值 Δ 和 Ψ 并将其与测量值进行比较。 然后将感兴趣的属性用作浮动参数，以找到实验数据和模型数据的优质匹配。因此，椭圆光度术是一种基于模型的（间接）光学厚度和折射率测量技术。

为了执行椭偏测量，任何椭偏仪设置至少由四个组件组成：光源、偏振态发生器 (PSG)（由一些偏振光学器件组成并放置在样品之前）、偏振态分析仪 (PSA)； 更多偏振光学器件）放置在样品后面的光束路径中，以及光电探测器。 PSG 和 PSA 分别控制和分析探测光和反射光的偏振态。

Δ-和Ψ-值的测量基于针对偏振控制和/或偏振分析（偏振调制）的不同设置的一系列强度测量。根据这些强度值以及 PSG 和 PSA 的已知设置，可以直接计算 Δ- 和 Ψ- 值。

PSG 和 PSA 设计有多种类型，应用的偏振调制模式甚至更多。 Accurion 的椭偏仪采用非常常见的设计，即使用线性偏振器和四分之一波片（λ/4 板）作为 PSG，以及使用单一线性偏振器作为 PSA。对于偏振调制，他们应用了以下技术归零椭偏仪和旋转补偿器椭偏仪。