우선 ellipsometry 각 (Δ, Ψ)에 대해 알아보자. 편광방향이 입사면에 놓인 p-파와 입사면과 수직인 s-파에 대한 반사계수(rp, rs)로부터 ellipsometry 측정값인 (Δ, Ψ)와의 관계를 유도해 보도록 하자.

여기서 |r_p(s)|는 입사파의 전기장의 세기(E_ip(s))와 반사파의 전기장의 세기(E_rp(s))의 크기의 비이다. 그리고 δ_p(s)는 반사 후의 위상변화이다.

따라서 Δ는 같은 위상으로 입사한 p-파와 s-파가 반사 후에 갖게 되는 상호간의 위상차이고 tanΨ는 그 반사계수의 크기 비이다.

대부분의 경우에 있어 ellipsometry의 운용원리는 다음과 같다.

㉠ Ellipsometer를 이용하여 시편의 (Δ, Ψ)실험치를 측정한다.
㉡ 이론적으로 시편의 (Δ, Ψ)이론치를 계산한다.
㉢ 실험치와 이론치를 비교하는 과정에서 원하는 물리량을 추출해 낸다.