其測量原理是：當觸針沿被測表面輕輕滑過時，由于表面有微小的峰谷使觸針在滑行的同時，還沿峰谷作上下運動。觸針的運動情況就反映了表面輪廓的情況。傳感器輸出的電信號經測量電橋后，輸出與觸針偏離平衡位置的位移成正比的調幅信號。經放大與相敏整流后，可將位移信號從調幅信號中解調出來，得到放大了的與觸針位移成正比的緩慢變化信號。再經噪音濾波器、波度濾波器進一步濾去調制頻率與外界干擾信號以及波度等因素對粗糙度測量的影響。

　　電感式采用電感位移傳感器作為敏感元件，測量精度高、信噪比高，但電路處理復雜；壓電式的位移敏感元件為壓電晶體，其靈敏度高、結構簡單，但傳感器低頻響應不好、且容易漏電造成測量誤差；光電式是利用光電元件接收透過狹縫的光通量變化來檢測位移量的變化。

　　臺階儀基于Windows 操作系統為多種不同表面提供的形貌分析，包括半導體硅片、太陽能硅片、薄膜磁頭及磁盤、MEMS、光電子、精加工表面、生物醫學器件、薄膜/化學涂層、平板顯示、觸摸屏等。使用金剛石（鉆石）探針接觸測量的方式來實現高精度表面形貌分析應用。能可靠地測量出表面臺階形貌、粗糙度、波紋度、磨損度、薄膜應力等多種表面形貌技術參數。

　　臺階儀測量精度較高、量程大、測量結果穩定可靠、重復性好，此外它還可以作為其它形貌測量技術的比對。但是也有其難以克服的缺點:

　　1、由于測頭與測件相接觸造成的測頭變形和磨損，使儀器在使用一段時間后測量精度下降;

　　2、測頭為了耐磨性和剛性而不能做得非常細小尖銳，如果測頭頭部曲率半徑大于被測表面上微觀凹坑的半徑必然造成該處測量數據的偏差;

　　3、為使測頭不至于很快磨損，測頭的硬度一般都很高，因此不適于精密零件及軟質表面的測量。