旋光儀是集機、光、電于一體的復雜測量儀器，主要由主光路測量部分、測量讀數顯示部分和測量信號電子處理部分組成。

　　旋光儀中的鈉燈發出的波長為589.4400nm的鈉黃光，經小孔徑光闌會聚后成為點光源的單色平行光束，進入偏振鏡形成平臺偏振光，通過試管和分析儀傳輸到光電倍增管。當起偏器和檢偏器的兩個光軸正交(互相垂直)時，旋光儀處于光學零位。此時，調制器沒有輸出50 Hz的交流信號，伺服電機不旋轉。將含有光學活性物質的介質溶液放入試管中，偏振光會旋轉一定角度，旋光儀偏離光學零位，偏離的角度就是旋光。

　　光電倍增管收到信號后，驅動伺服電機帶動機械傳動機構轉動分析儀和讀數裝置，旋光儀再次到達光學零位，指示光學旋轉。伺服電機的旋轉方向由樣品的光學旋轉方向決定，顯示左右光度。旋光與溶液濃度呈線性關系，溶液濃度可以通過測量旋光來確定。