偏振光椭圆率测量仪所需的组件包括：①把非偏振光转化为线性偏振光的光学系统；②把线性偏振光转化为椭圆偏振光的光学系统；③样品反射；④测量反射光偏振特性的光学系统；⑤测量光强度的探测器；⑥根据假设模型计算结果的计算机，如图2所示。

汇聚束技术：汇聚束技术实现一个锥形光束，入射角最小到40°，最大70°。探测器有多个像素可以同时处理测量角度范围内的光线。从最大或最小角度反射来的光靠近束斑的边缘，所得的结果可能无意义，因此可以裁减掉相应的像素。而且汇聚束技术的最小束斑可以到5×10μm，可用于测量非常小的图形。

在光谱椭偏仪的测量中使用不同的硬件配置，但每种配置都必须能产生已知偏振态的光束，测量由被测样品反射后光的偏振态，这要求仪器能够量化偏振态的变化量ρ。

有些仪器测量ρ是通过旋转确定初始偏振光状态的偏振片（称为起偏器），再利用第二个固定位置的偏振片（称为检偏器）来测得输出光束的偏振态。另外一些仪器是固定起偏器和检偏器，而在中间部分调制偏振光的状态，如利用声光晶体等，最终得到输出光束的偏振态。这些不同配置的测量示意图的最终结果都是测量作为波长和入射角复函数ρ，如图3所示。

在选择合适的椭偏仪的时候，光谱范围和测量速度通常也是一个需要考虑的重要因素。可选的光谱范围从深紫外到红外，光谱范围的选择通常由应用决定，不同的光谱范围能够提供关于材料的不同信息，合适的仪器必须和所要测量的光谱范围匹配。