膜厚比探测光本身波长更短的薄膜资讯，小至一个单原子层，甚至更小。椭圆仪可测得复数折射率或介电函数张量，可以此获得基本的物理参数，并且这与各种样品的性质，包括形态、晶体质量、化学成分或导电性，有所关联。它常被用来鑑定单层或多层堆叠的薄膜厚度，可量测厚度由数埃（Angstrom）或数奈米到几微米皆有极佳的准确性。之所以命名为椭圆偏振，是因为一般大部分的偏振多是椭圆的。此技术已发展近百年，现在已有许多标准化的应用。然而，椭圆偏振技术对于在其他学科如生物学和医学领域引起研究人员的兴趣，并带来新的挑战。例如以此测