在椭偏测量过程中，有两个椭偏参数非常关键。（标准）椭圆偏振测量四个史托克参数(Stokes parameters)中的两个，通常以Δ及Φ来表示。TanΦ为反射后之振幅比，Δ为相位移（相差）。由于椭圆偏振系测量两项之比值（或差异）而非其绝对数值，因此这技术所得的数据是相当正确且可再现的，其对散射及扰动等因素较不敏感，且不需要标准样品或参考样品。
椭圆偏振为间接量测的技术，也就是说，一般测得的Δ及Φ并不能直接转换为样品的光学常数，通常需要建构模型来进行分析。只有对于无限厚（约厘米等级）、各向同性且均匀的膜，才可能直接转换得到其Δ及Φ之数值。在所有其他的情形下，则必需建构其层状模型，并考虑所有各层之各别的光学常数如(折射率或介电常数)及厚度，且依正确的层畳顺序建立。再借由多次最小方差法最适化，变动未知的光学常数及(或)厚度参数，以之代入菲涅耳方程计算求得其对应Δ及Φ数值。最后，所得最接近实验数据之Δ及Φ数值，其参数来源的光学常数及(或)厚度可视为此量测之最适化结果。
椭偏测量可取得薄膜的介电性质（复数折射率或介电常数）。它已被应用在许多不同的领域，从基础研究到工业应用，如半导体物理研究、微电子学和生物学。椭圆偏振是一个很敏感的薄膜性质测量技术，且具有非破坏性和非接触之优点。
分析自样品反射之偏振光的改变，椭圆偏振技术可得到膜厚比探测光本身波长更短的薄膜资讯，小至一个单原子层，甚至更小。椭圆仪可测得复数折射率或介电函数张量，可以此获得基本的物理参数，并且这与各种样品的性质，包括形态、晶体质量、化学成分或导电性，有所关联。它常被用来鉴定单层或多层堆栈的薄膜厚度，可量测厚度由数埃（Angstrom）或数纳米到几微米皆有极佳的准确性。
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