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。用于產生平面偏振光的棱鏡稱為起偏鏡,如讓起偏鏡產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。