主要基于主尺和游标尺之间的刻度差异来实现精确测量。卡尺由主尺和游标两部分组成，主尺的刻度间距通常为1毫米，而游标尺的刻度间距则根据不同的卡尺类型有所不同。例如，10分度游标卡尺的游标尺上有10个小刻度，总长为9毫米，因此每个小刻度与主尺的最小分度相差0.1毫米；20分度游标卡尺的游标尺上有20个小刻度，总长为19毫米，每个小刻度与主尺的最小分度相差0.05毫米；50分度游标卡尺的游标尺上有50个小刻度，总长为49毫米，每个小刻度与主尺的最小分度相差0.02毫米。‌                           通过观察游标尺与主尺上刻线重合的位置来读取测量值的小数部分。具体操作时，首先确定游标的最左刻度线在主尺上的位置，读出以毫米为单位的整数部分；然后观察游标和主尺恰好对齐的刻线，从游标上读出以毫米为单位的小数部分。例如，如果游标的第6条刻线与主尺的某条刻线对齐，那么测量结果的小数部分就是0.06毫米 

       可以追溯到17世纪，由法国人P.韦尼埃提出。这种测量工具在工业上应用广泛，常用于测量工件的长度、内径、外径、深度等，具有高精度的特点。