Le principe de fonctionnement de l'épaissimètre de film est principalement le suivant:
Principe de l'induction magnétique: adapté à la mesure de l'épaisseur d'un revêtement non magnétique sur un substrat métallique ferromagnétique. Cet instrument détermine l'épaisseur du revêtement en mesurant la variation du flux magnétique entre la sonde et le substrat.
Principe du vortex: utilisé pour mesurer l'épaisseur d'un revêtement non conducteur sur un substrat métallique non ferromagnétique. Le champ électromagnétique haute fréquence généré par la sonde crée des courants de Foucault dans le substrat. Les variations de l'épaisseur du revêtement peuvent affecter la taille du tourbillon et donc mesurer l'épaisseur du revêtement.
Principe des ultrasons: l'épaisseur du revêtement est mesurée en utilisant la différence de vitesse de propagation des ultrasons dans différents milieux. La sonde émet des ondes ultrasonores qui sont reçues après réflexion sur le revêtement et le substrat, l'épaisseur du revêtement étant calculée en mesurant le temps de propagation des ondes ultrasonores.