石英晶體與振蕩器構成諧振回路，產生一穩定的振蕩信號。新晶片的振蕩頻率為6MHz,當晶片上被鍍膜后，由于晶片重量及表面張力增加，其諧振頻率將會降低，此頻率變化由頻率計進行檢測，根據頻率變化率與材料密度和材料聲阻等參數計算出晶片上所鍍膜層的厚值。最后由單位時間內膜層厚度的變化量計算出鍍膜速率。

首先將晶振片安裝在探頭前端，放入真空室。在監控器中設置薄膜材料的“工具因子"（用于校準密度和應力等因素）和所需厚度。然后開始鍍膜，監控器實時顯示當前厚度和沉積速率。當厚度達到預設值時，監控器發出信號，自動關閉擋板或蒸發源，停止鍍膜。

膜厚儀可以直接測量質量厚度，原理簡單，幾乎適用于所有類型的材料（金屬、介質等），且可以同時監控厚度和沉積速率，控制工藝穩定性，相對光學法，設備和耗材（晶振片）成本更低。但是測量的是晶振片上的厚度，而非實際基片上的厚度，實際存在位置誤差。對溫度變化比較敏感，需要穩定工況，切晶振片鍍膜過厚后會失效，需要更換。在使用時需要根據實際情況選擇膜厚儀的使用。