利用觸針直接同樣品接觸的方式進行測量，觸針以恒定的接觸力從樣品表面劃過從而得到樣品輪廓曲線，直接在此曲線上測量即可得到膜厚值，因此，測量時需存在一個膜層的臺階，利用電感測微儀和原子力顯微鏡測量膜厚時均有這種要求。觸針是以恒定的接觸力從樣品表面劃過，有可能損傷薄膜表面，要根據薄膜的硬度和后續工藝需求決定是否選用，對 10 nm ～ 100 μm 的厚度均可測量。                          

測量薄膜厚度時需要光束能透過薄膜層，到達基底層，然后返回探測器中，因此，該薄膜層需透光或部分波長透光。是一種無損測量，但對膜層的透光性有要求，優勢在于測量相對較薄的膜層。

建立在電磁感應基礎上，利用線圈的自感或互感系數的改變來實現非電量( 主要是 位移) 測量的儀器，基準點和測量點的選擇對膜層厚度有一定影響，要盡量使基準點和測量點靠近。適用于硬度較高的膜層。

利用電子束在樣品表面掃描，激發出二次電子、背散射電子、X 射線等信號，檢測這些信號得到樣品表面形貌圖，一般會對樣品三維尺寸有要求，需觀察樣品的側面，測量大于0.7μm的膜厚時可采用，電子束對不導電的聚合物樣品會有損傷。

利用光學原理將樣品成像經物鏡投射至目鏡，將樣品放大成虛像，再進行測量的儀器適用于較薄 (小于0,5 μm) 的膜層，大測量高度受掃描器伸縮能力的限制；分辨率相對較低，適用于μm 級膜層。