從光源(1)射出的光線，通過聚光鏡(3)、濾色鏡(4)經起偏鏡(5)成為平面偏振光，在半波片(6)處產生三分視場。通過檢偏鏡(8)及物、目鏡組(9)可以觀察到如圖二所示的三種情況。轉動檢偏鏡，只有在零度時（旋光儀出廠前調整好）視場中三部分亮度一致（如圖二b）。

a.大于（或小于）零度的視場        b.零度視場         c.小于（或大于）零度視場　　

當放進存有被測溶液的試管后，由于溶液具有旋光性，使平面偏振光旋轉了一個角度，零度視場便發生了變化（如圖二a或c）。轉動檢偏鏡一定角度，能再次出現亮度一致的視場。這個轉角就是溶液的旋光度，它的數值可通過放大鏡(10)從度盤(11)上讀出。

為便于操作，旋光儀的光學系統以傾斜20°安裝在基座上。光源采用20瓦鈉光燈（波長λ=5893A°）。鈉光燈的限流器安裝在基座底部，毋需外接限流器。旋光儀的偏振器均為聚乙烯醇人造偏振片。三分視界是采用勞倫特石英板裝置（半波片）。轉動起偏鏡可調整三分視場的影蔭角（旋光儀出廠時調整在3°左右）。旋光儀采用雙游標讀數，以消除度盤偏心差。度盤分360格，每格1°，游標分20格，等于度盤19格，用游標直接讀數到0.05°（如圖四）。度盤和檢偏鏡固為一體，借手輪（1）能作粗、細轉動。游標窗前方裝有兩塊4倍的放大鏡，供讀數時用。測得溶液的旋光度后，就可以求出物質的比旋度。根據比旋度的大小，就能確定該物質的純度和含量了。

旋光儀的使用方法

（1）將旋光儀接于220V交流電源。開啟電源開關，約5分鐘后鈉光燈發光正常，就可開始工作。　　

（2）檢查旋光儀零位是否準確，即在旋光儀未放試管或放進充滿蒸餾水的試管時，觀察零度時視場亮度是否一致。如不一致，說明有零位誤差，應在測量讀數中減去或加上該偏差值。或放松度盤蓋背面四只螺釘，微微轉動度盤蓋校正之（只能校正0.5°左右的誤差，嚴重的應送制造廠檢修）。　　

（3）選取長度適宜的試管，注滿待測試液，裝上橡皮圈，旋上螺帽，直至不漏水為止。螺帽不宜旋得太緊，否則護片玻璃會引起應力，影響讀數正確性。然后將試管兩頭殘余溶液揩干，以免影響觀察清晰度及測定精度。　　

（4）測定旋光讀數：轉動度盤、檢偏鏡、在視場中覓得亮度一致的位置，再從度盤上讀數。讀數是正的為右旋物質，讀數是負的為左旋物質。　　

（5）采用雙游標讀數法可按下列公式求得結果：Q=（A+B）/2　　式中：A和B分別為兩[1]游標窗讀數值。如果A=B，而且度盤轉到任意位置都符合等式，則說明旋光儀沒有偏心差（一般出廠前旋光儀均作過校正），可以不用對項讀數法。　　

（6）旋光度和溫度也有關系。對大多數物質，用λ=5893A°（鈉光）測定，當溫度升高1℃時，旋光度約減少0.3%。對于要求較高的測定工作，最好能在20℃±2℃的條件下進行。