測量速度通常由所選擇的分光儀器（用來分開波長）來決定。單色儀用來選擇單橢偏儀基本架構一的、窄帶的波長，通過移動單色儀內的光學設備（一般由計算機控制），單色儀可以選擇感興趣的波長。這種方式波長比較準確，但速度比較慢，因為每次只能測試一個波長。如果單色儀放置在樣品前，有一個優點是明顯減少了到達樣品的入射光的量（避免了感光材料的改變）。另外一種測量的方式是同時測量整個光譜范圍，將復合光束的波長展開，利用探測器陣列來檢測各個不同的波長信號。在需要快速測量的時候，通常是用這種方式。傅立葉變換分光計也能同時測量整個光譜，但通常只需一個探測器，而不用陣列，這種方法在紅外光譜范圍應用最為廣泛。

所以只要調節起偏器的方位，使入射的橢圓偏振光經過表面或薄膜反射后重新補償成線偏振光，{zh1}用檢偏器基于消光的原理測定反射線偏振光的方位。根據起偏器和檢偏器的方位的讀數，便可確定橢圓參量ψ和墹。這種消光型的橢偏儀具有高的測試準確度。光度式橢偏儀，一般是通過連續旋轉檢偏器(或補償器)，測量隨檢偏器的方位變化而變化的反射光強度，從而得到樣品的斯托克斯參量。另一種光度式橢偏儀是利用電光或壓電技術調制光束的偏振狀態，稱為偏振調制橢偏儀。光度式橢偏儀適于快速測量，而且有較高的重復精度，但是一般說來，準確度不如傳統的消光型橢偏儀。
磁光廣義橢圓偏振（Magneto-optic generalized ellipsometry, MOGE）是一先進紅外光光譜橢圓偏振技術，用來測量在導體樣品中自由電荷載子之特性。藉由外在磁場，便有可能獨立地決定電子密度（en:Electron density）、光學之電子移動力（EN:electron mobility）參數及自由電荷載子之有效質量（en:effective mass）。在無磁場的狀態下，只可能取得其中兩項自由電荷載子參數。