最初，椭偏仪的工作波长多为单一波长或少数独立的波长，最典型的是采用激光或对电弧等强光谱光进行滤光产生的单色光源。大多数的椭偏仪在很宽的波长范围内以多波长工作（通常有几百个波长，接近连续）。和单波长的椭偏仪相比，光谱型椭偏仪有下面的优点：可以提升多层探测能力，可以测试物质对不同波长光波的折射率等。
椭偏仪的光谱范围在深紫外的142nm到红外33um可选。光谱范围的选择取决于被测材料的属性、薄膜厚度及关心的光谱段等因素。例如，掺杂浓度对材料红外光学属性有很大的影响，因此需要能测量红外波段的椭偏仪；薄膜的厚度测量需要光能穿透这薄膜，到达基底，然后并被探测器检测到，因此需要选用该待测材料透明或部分透明的光谱段；对于厚的薄膜选取长波长更有利于测量。
