台阶仪属于接触式表面形貌测量仪器。其测量原理是：当触针沿被测表面轻轻滑过时，由于表面有微小的峰谷使触针在滑行的同时，还沿峰谷作上下运动。触针的运动情况就反映了表面轮廓的情况。传感器输出的电信号经测量电桥后，输出与触针偏离平衡位置的位移成正比的调幅信号。经放大与相敏整流后，可将位移信号从调幅信号中解调出来，得到放大了的与触针位移成正比的缓慢变化信号。再经噪音滤波器、波度滤波器进一步滤去调制频率与外界干扰信号以及波度等因素对粗糙度测量的影响。

    根据使用传感器的不同，接触式台阶测量可以分为电感式、压电式和光电式3种。电感式采用电感位移传感器作为敏感元件，测量精度高、信噪比高，但电路处理复杂；压电式的位移敏感元件为压电晶体，其灵敏度高、结构简单，但传感器低频响应不好、且容易漏电造成测量误差；光电式是利用光电元件接收透过狭缝的光通量变化来检测位移量的变化。

    台阶仪测量精度较高、量程大、测量结果稳定可靠、重复性好，此外它还可以作为其它形貌测量技术的比对。但是也有其难以克服的缺点：1由于测头与测件相接触造成的测头变形和磨损，使仪器在使用一段时间后测量精度下降；2测头为了保证耐磨性和刚性而不能做得非常细小尖锐，如果测头头部曲率半径大于被测表面上微观凹坑的半径必然造成该处测量数据的偏差；3为使测头不至于很快磨损，测头的硬度一般都很高，因此不适于精密零件及软质表面的测量。