在光譜橢偏儀的測量中使用不同的硬件配置，但每種配置都必須能產生已知偏振態的光束。測量由被測樣品反射后光的偏振態。這要求儀器能夠量化偏振態的變化量ρ。
有些儀器測量ρ是通過旋轉確定初始偏振光狀態的偏振片（稱為起偏器）。再利用第二個固定位置的偏振片（稱為檢偏器）來測得輸出光束的偏振態。另外一些儀器是固定起偏器和檢偏器，而在中間部分調制偏振光的狀態，如利用聲光晶體等，最終得到輸出光束的偏振態。這些不同的配置的最終結果都是測量作為波長和入射角復函數ρ。
在選擇合適的橢偏儀的時候，光譜范圍和測量速度也是一個通常需要考慮的重要因素。可選的光譜范圍從深紫外的142nm到紅外的33microm。光譜范圍的選擇通常由應用決定。不同的光譜范圍能夠提供關于材料的不同信息，合適的儀器必須和所要測量的光譜范圍匹配。