两块直角方解石晶体胶合制成。如右图所示，光束入射于格兰-汤普逊稜镜的平面与对应平行的平面称为「通光面」，方解石晶体的光轴垂直于反射平面（称为「光轴面」），两块直角稜镜之间是「胶合剂界面」。在第一块方解石，双折射会将入射光束分开为两束，各自感受不同的折射率沿着同样路径传播。在胶合剂界面，寻常光（o光）会被全反射，只剩下非常光（e光）被透射，因此，格兰-汤普逊稜镜可以用为偏光分束器。传统的胶合剂原料是加拿大树胶（Canada balsam），但现今已广泛被合成聚合物取代。与格兰-傅科稜镜（胶合剂被替换为