圖一：1.光源2.毛玻璃3.聚光鏡4.濾色鏡5.起偏鏡6.半波片7.試管8.檢偏鏡 9.物、目鏡組10.調焦手輪11.讀數放大鏡12.度盤及游標13.度盤轉動手輪
圖一
從光源（1）射出的光線，通過聚光鏡（3）、濾色鏡（4）經起偏鏡（5）成為平面偏振光，在半波片（6）處產生三分視場。通過檢偏鏡（8）及物、目鏡組（9）可以觀察到如圖二所示的三種情況。轉動檢偏鏡，只有在零度時（旋光儀出廠前調整好）視場中三部分亮度一致（如圖二b）。
圖二 a.大于（或小于）零度的視場b.零度視場c.小于（或大于）零度視場
圖二
當放進存有被測溶液的試管后由于溶液具有旋光性，使平面偏振光旋轉了一個角度，零度視場便發生了變化（如圖二a或c）。轉動檢偏鏡一定角度，能再次出現亮度一致的視場。這個轉角就是溶液的旋光度，它的數值可通過放大鏡（10）從度盤（11）上讀出。
測得溶液的旋光度后，就可以求出物質的比旋度。根據比旋度的大小，就能確定該物質的純度和皮含量了。
圖三
為便于操作，旋光儀的光學系統以傾斜20°安裝在基座上。光源采用20瓦鈉光燈（波長λ=5893A°）。鈉光燈的限流器安裝在基座底部，毋需外接限流器。旋光儀的偏振器均為聚乙烯醇人造偏振片。三分視界是采用勞倫特石英板裝置（半波片）。轉動起偏鏡可調整三分視場的影蔭角（旋光儀出廠時調整在3°左右）。旋光儀采用雙游標讀數，以消除度盤偏心差。度盤分360格，每格1°，游標分20格，等于度盤19格，用游標直接讀數到0.05°（如圖四）。度盤和檢偏鏡固為一體，借手輪（1）能作粗、細轉動。游標窗前方裝有兩塊4倍的放大鏡，供讀數時用。
圖四