當玻璃存在內應力時，會表現出各向異性，產生光的雙折射現象。多功能自動偏光應力儀通過測量雙折射光程差，以單位厚度光程差數值δ來表示產品內應力大小。測量過程中，光源發出的白光通過起偏鏡成為直線偏振光，再經過被測試樣和四分之一波片后，振動方向旋轉一個角度θ。這個角度θ與被測試樣的雙折射光程差T成正比，通過旋轉檢偏鏡可以測得這個角度，進而得到雙折射光程差T。

對于有色供試品，檢驗步驟與無色供試品相同。當難以確定檢偏鏡旋轉終點時，可以采用平均方法來確定準確的終點。