卡尺的原理是是利用主尺上的刻線間距（簡稱線距）和游標尺上的線距之差來讀出小數部分，例如：主尺上的線距為1毫米，游標尺上有10格，其線距為0.9毫米。當兩者的零刻線相重合，若游標尺移動0.1毫米，則它的第1根刻線與主尺的第1根刻線重合；若游標尺移動0.2毫米，則它的第2根刻線與主尺的第2根刻線重合。依此類推，可從游標尺與主尺上刻線重合處讀出量值的小數部分。主尺與游標尺線距的差值 0.1毫米就是游標卡尺的最小讀數值。同理，若它們的線距的差值為0.05毫米或0.02毫米(游標尺上分別有20格或50格)，則其最小讀數值分別為0.05毫米或0.02毫米。

游標原理是法國人P.韋尼埃于1631年提出的。它常用于長度測量工具的長度和角度的細分讀數機構中。詳細可查閱國家標準（GB/T21389，GB/T21390，GB/T21388）。

卡尺主要有帶表卡尺，游標卡尺和電子數顯卡尺三種。

1、帶表卡尺。以精密齒條、齒輪的齒距作為已知長度，以帶有相應分度的指示表作為放大、細分和指示部分的大形手攜式長度測量工具。帶表卡尺能解決游標卡尺的讀數誤差問題 。常見的最小讀數值有0.02mm和0.01mm兩種。

2、游標卡尺。利用游標原理細分讀數的尺形手攜式通用長度測量工具，主要用于測量外徑，內徑,階梯和深度等。測量時，量值的整數部分從主尺上讀出，小數部分從游標尺上讀出。游標原理是利用主尺上的刻線間距（簡稱線距）和游標尺上的線距之差來讀出小數部分。有0.05mm，0.02mm和0.01mm三種最小讀數值。

3、電子數顯卡尺。采用容柵、磁柵等測量系統，以數字顯示測量示值的長度測量工具。常用的分辨率為0.01mm，允許誤差為±0.03mm/150mm。也有分辨率為0.005mm的高精度數顯卡尺，允許誤差為150mm/±0.015mm。還有分辨率為0.001mm的多用途數顯千分卡尺（這是安一量具的國家專利，只有他們能夠生產），允許誤差為±0.005mm/50mm。由于讀數直觀、清晰，測量效率較高。

另外，還有各種非標專用的卡尺，如測量溝槽深度的帶鉤深度卡尺、測量齒輪厚度的齒厚卡尺、測量物體高度的高度卡尺和測量焊接質量的焊縫卡尺（焊縫規）等。

特殊用途的卡尺：尖爪型，不規則未知的尺寸測量 偏置型，不等高區域位置尺寸的測量深度測量 深度型， 薄片型，窄槽直徑測量

1、外徑測量（下/外量爪）

2、內徑測量（上/內量爪）

3、臺階測量（左側頭部）