旋光儀的主要元件是兩塊尼柯爾棱鏡。尼柯爾棱鏡是由兩塊方解石直角棱鏡沿斜面用加拿大樹脂粘合而成.當一東單色光照射到尼柯爾棱鏡時,分解為兩束相互垂直的平面偏振光,一東折射率為1.658的尋常光,一東折射率為1.486的非尋常光,這兩東光線到達加拿大樹脂粘合面時,折射率大的尋常光(加拿大樹脂的折射率為1.550)被全反射到底面上的墨色涂層被吸收,而折射率小的非尋常光則通過棱鏡,這樣就獲得了一束單一的平面偏振光。用于產(chǎn)生平面偏振光的棱鏡稱為起偏鏡,如讓起偏鏡產(chǎn)生的偏振光照射到另一個透射面與起偏鏡透射面平行的尼柯爾棱鏡,則這束平面偏振光也能通過第二個棱鏡,如果第二個棱鏡的透射面與起偏鏡的透射面垂直,則由起偏鏡出來的偏振光*不能通過第二個棱鏡。

　　如果第二個棱鏡的透射面與起偏鏡的透射面之間的夾角?在0°~90°之間,則光線部分通過第二個棱鏡,此第二個棱鏡稱為檢偏鏡。通過調節(jié)檢偏鏡,能使透過的光線強度在較強和零之間變化。如果在起偏鏡與檢偏鏡之間放有旋光性物質,則由于物質的旋光作用,使來自起偏鏡的光的偏振面改變了某一角度,只有檢偏鏡也旋轉同樣的角度,才能補償旋光線改變的角度,使透過的光的強度與原來相同。