光學尺之主副尺是利用玻璃製透明板所構成，刻上具有相當多等間隔之平行線，較長一片固定不動稱為主尺，另外一片則可移動稱為副尺。
當光源經瞄準透鏡聚光後，再經副尺及主尺，而直射光偵測器，光偵測器如只一個，只能量測位移量，光偵測器如有A,B二個，則可進行A蓋B的電路分割，並能察知位移為向左或向右，目前通常光偵測器都增為四至八個， 可以做信號分割處理以得到很精密的量測結果。
四個光偵測器所接收到的光強度受副尺及主尺交錯時產生的明暗變化所影響，明暗帶橫向移動較副尺移動為快，因此光偵測器受光感應產生迅速變化，例如假設光學尺能夠應用在50 CM/SEC之移動速率之精密量測時，每一個光偵測器檢測之響應頻率為 Hz，這樣的光偵測器價格並不昂貴，信號經放大及修正整形後即可顯示出來。
假如平行線之間隔為２０μｍ ，經信號四分割電路處理後可得 ５μｍ 精度。