椭圆偏振仪的主要用途是测量光学常数和基于它们的薄膜厚度。由于它测量反射偏振光,因此无法测量非常厚的物体(约 1 毫米或更小)。
然而,对于薄膜来说,存在分辨率为0.01纳米尺度的设备,因此它们经常被用来高精度地测量薄膜的厚度。它可以测量各种镀膜、镜片等光学薄膜的光学性能,以及构成薄膜的物质的结晶率、成分、光学各向异性等。
根据设备的不同,还可以测量液体的光学特性。