馬爾粗糙度儀是利用光學干涉原理研制的超精密表面輪廓測量儀器。照明光束經半反半透分光鏡分威兩束光，分別投射到樣品表面和參考鏡表面。從兩個表面反射的兩束光再次通過分光鏡后合成一束光，并由成像系統在CCD相機感光面形成兩個疊加的像。由于兩束光相互干涉，在CCD相機感光面會觀察到明暗相間的干涉條紋。干涉條紋的亮度取決于兩束光的光程差，根據白光干涉條紋明暗度以及干涉條紋出現的位置解析出被測樣品的相對高度。