利用触针直接同样品接触的方式进行测量，触针以恒定的接触力从样品表面划过从而得到样品轮廓曲线，直接在此曲线上测量即可得到膜厚值，因此，测量时需存在一个膜层的台阶，利用电感测微仪和原子力显微镜测量膜厚时均有这种要求。触针是以恒定的接触力从样品表面划过，有可能损伤薄膜表面，要根据薄膜的硬度和后续工艺需求决定是否选用，对 10 nm ～ 100 μm 的厚度均可测量。                          

测量薄膜厚度时需要光束能透过薄膜层，到达基底层，然后返回探测器中，因此，该薄膜层需透光或部分波长透光。是一种无损测量，但对膜层的透光性有要求，优势在于测量相对较薄的膜层。

建立在电磁感应基础上，利用线圈的自感或互感系数的改变来实现非电量( 主要是 位移) 测量的仪器，基准点和测量点的选择对膜层厚度有一定影响，要尽量使基准点和测量点靠近。适用于硬度较高的膜层。

利用电子束在样品表面扫描，激发出二次电子、背散射电子、X 射线等信号，检测这些信号得到样品表面形貌图，一般会对样品三维尺寸有要求，需观察样品的侧面，测量大于0.7μm的膜厚时可采用，电子束对不导电的聚合物样品会有损伤。

利用光学原理将样品成像经物镜投射至目镜，将样品放大成虚像，再进行测量的仪器适用于较薄 (小于0,5 μm) 的膜层，大测量高度受扫描器伸缩能力的限制；分辨率相对较低，适用于μm 级膜层。