Els instruments utilitzats en la microscòpia de doble feix s'utilitzen principalment per mesurar la rugositat superficial. També es pot utilitzar per mesurar el gruix de superposicions transparents i translúcides, especialment pel·lícules anoditzades sobre alumini.
L'instrument funciona il·luminant un feix amb un angle d'incidència de 45 graus sobre la superfície de la superposició, i una part del feix es reflecteix des de la superfície de la superposició. Una altra part penetra a la coberta i es reflecteix des de la interfície coberta-substrat. Es poden veure dues imatges separades des de l'ocular del microscopi, la distància és proporcional al gruix de la superposició, i la distància es pot mesurar ajustant el botó de control de l'escala.
Aquest mètode només es pot utilitzar quan es reflecteix prou llum a la interfície de recobriment-substrat per obtenir una imatge clara al microscopi.
Per a superposicions transparents o translúcides, com ara pel·lícules anoditzades, el mètode és no destructiu. Per mesurar el gruix de la capa de coberta opaca, s'ha d'eliminar un petit tros de la capa de coberta, de manera que es formi un pas que pugui refractar el feix de llum entre la superfície de la capa de cobertura i el substrat, de manera que el valor absolut es pot mesurar el gruix de la capa de coberta. En aquest cas, el mètode és un mètode de prova destructiu.
L'error de mesura de la microscòpia de dos feixs sol ser inferior al 10 per cent.
