В течение длительного времени для высокоточных измерений применяют интерферометр Майкельсона. Параллельный пучок света от источника делится полупрозрачной плоскопараллельной пластинкой на два пучка, направленных под прямым углом друг к другу. Световой пучок попадает на зеркало отразившись от которого, вновь попадает на пластинку и, еще раз отразившись, попадает в объектив прибора. Световой пучок достигает зеркала, отразившись от него проходит полупрозрачную пластинку и попадает в объектив. Вследствие разности хода световых лучей они интерферируют между собой. На экране Э наблюдается интерференционная картина, состоящая из темных и светлых полос или колец (если угол между пучками не равен 90°, то наблюдается система полос, если этот угол прямой, то система колец). На пути светового пучка устанавливают плоскопараллельную пластинку, по толщине равную пластинке. Пластинка играет роль компенсатора, служащего для уравнивания оптической длины обоих плеч интерферометра, так как пучок прошел пластинку один раз, а пучок — три раза.

Перемещение полос интерференционной картины вызывается смещением зеркал; при этом перемещение зеркала на половину длины световой волны вызывает сдвиг интерференционной картины на одну полосу. Зная длину волны излучения и подсчитав число переместившихся полос, можно определить величину смещения зеркала при условии, что другое зеркало остается неподвижным. Подсчет числа полос можно производить визуально или автоматически с помощью фотоприемника, перед которым установлена диафрагма, пропускающая только одну полосу. При автоматической регистрации на выходе фотоприемника будет фиксироваться изменение сигнала при смещении полосы (максимум сигнала соответствует максимуму освещенности). В последние годы созданы лазерные интерферометры, позволяющие с высокой точностью измерять перемещения и расстояния.