最初，橢偏儀的工作波長多為單一波長或少數獨立的波長，最典型的是采用激光或對電弧等強光譜光進行濾光產生的單色光源。大多數的橢偏儀在很寬的波長范圍內以多波長工作（通常有幾百個波長，接近連續）。和單波長的橢偏儀相比，光譜型橢偏儀有下面的優點：可以提升多層探測能力，可以測試物質對不同波長光波的折射率等。
橢偏儀的光譜范圍在深紫外的142nm到紅外33um可選。光譜范圍的選擇取決于被測材料的屬性、薄膜厚度及關心的光譜段等因素。例如，摻雜濃度對材料紅外光學屬性有很大的影響，因此需要能測量紅外波段的橢偏儀；薄膜的厚度測量需要光能穿透這薄膜，到達基底，然后并被探測器檢測到，因此需要選用該待測材料透明或部分透明的光譜段；對于厚的薄膜選取長波長更有利于測量。