以此获得基本的物理参数，这包括表面粗糙度（roughness）、晶体质量、化学成分或导电性。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Å到几微米，甚至小至一个单原子层，并且准确性极高。
地质学.很多晶体矿石具有线性双折射性质，这促成了偏振现象的初始发现。在矿物学里，偏振显微镜时常会应用这双折射性质来辨识矿石。更详尽说明，请参阅光学矿物学（optical mineralogy）。
地震学.在地震学里，地震波主要分为两种，一种是面波，一种是体波。面