待測的天空亮度能直接從太陽光度計中讀出。常見太陽光度計由一個光學頭、一個控制箱和一個雙軸步進馬達系統組成，光學頭帶有兩個瞄準筒：一個用于測量太陽直射輻射不帶聚光透鏡，另一個用于天空輻射測量帶有聚光透鏡。在光學頭上還裝有四象限探測器用于太陽自動跟蹤時的微調。控制箱內裝有2個微處理器，分別用于數據獲取和步進馬達系統的控制。
在全自動測量狀態，如附設的“濕度傳感器”探測到降雨，控制箱將置光度計于停機狀態，以保護儀器的光學系統。步進馬達系統具有方位和測量高度角兩個自由度，由時間方程來控制太陽的初步跟蹤，用四象限探測器系統作精密跟蹤。
太陽光度計測得的太陽直接輻射數據可用來反演計算大氣透過率、氣溶膠光學厚度、大氣水汽柱總量和臭氧總量等。天空掃描數據可以反演大氣氣溶膠粒子尺度譜分布及氣溶膠相函數，極化式太陽光度計各特征波段的中心值、帶寬及對應的主要途徑。該儀器不僅是一種大氣氣溶膠環境監測儀器，還可以用于衛星遙感產品真實性檢驗和氣溶膠氣候研究