将待测样品置于球壁或球心，把光束引入球内，并依次照射样品和球内壁的高漫反射涂层（或已知反射比的标准反射体），从样品及球内壁反射的光束，经球内多次反射后，在球壁产生的辐射照度与样品及球内初次被照面的反射比有关。在球内壁另一位置的探测器将分别产生两个输出信号，其比值即为样品反射比的一定测量。若用标准反射体，则探测器的两个输出信号比就是样品与标准反射体的反射比之比值，因此给出反射比的相对测量。将待测样品置于球壁或球心，把光束引入球内（或在入射孔处放一漫透射体），并在入射孔与样品之间用挡板屏蔽。进入球内的光束经多次反射后，使球壁成为一个理想的漫射光源。将探测器一次对准样品和球壁某部位测量，其比值就是样品的反射比。积分球的光学性能直接影响到光学仪器的性能表现。试验太阳光模拟器量子效率
测量与光束空间性质无关的光功率的积分球。常用的积分球结构测色仪有 d/8结构和 d/0结构。d/8结构色度仪有两种测量模式 SCI和 SCE;(详见此处)，利用 SCI进行颜色测量可以有效地消除物体表面纹理对颜色测量的影响，从而获得物体的真实色彩特征。除了测量的目的，积分球还可以均匀照射一个装置。这在测试数字成像装置时非常重要（例如CCD阵列）。理想情况下，在积分球内表面的涂层在需要的波长范围内都具有很高的反射率，并且反射为漫反射。如果积分球和小端口处的光学损耗很小，多次反射会导致在积分球内部具有很高的光强，从而具有很高的光学效率，即使积分球比光源和探测器的尺寸都大。Spectra-FT精细可调光谱均匀光源均匀光源积分球是一个内壁涂有白色漫反射材料的空腔球体，又称光度球，光通球等。
“另一方面，”Durell说，“如果你想要光束轮廓和角度信息，那么就使用光束轮廓仪或角度计。根据定义，积分球通常会抹去这些空间信息。”积分球的第二个主要优点是它的衰减特性。具体来说，积分球可以被视为一个均匀衰减器，这意味着它能够将入射的光线以相同的比例进行衰减或减弱。这种特性使得积分球在功率测量方面具有一些优势。首先，传统的功率计可能会被光源的功率水平损坏，而积分球则可以避免这种情况，因为它对所有光线进行均匀衰减，不会对任何特定光线产生过大的压力。
抱负积分球的条件：A、积分球内外表为一完整的几何球面，半径处处持平；B、球内壁是中性均匀漫射面，关于各种波长的入射光线具有相同的漫反射比；C、球内没有任何物体，光源也看作只发光而没有什物的抽象光源。影响积分球丈量精度的因素：A、球内壁是均匀的抱负漫射层，服从朗伯定则；B、球内壁各点的反射率持平；C、球内壁白色涂层的漫射是中性的；D、球半径处处持平，球内除灯外无其他物体存在；所以，积分球内壁起球，剥落，黄变都会影响其丈量精度。球坐标系下，积分球体积元素的推导，展现了数学的严谨与美妙。
高精度智能化可见/近红外积分球辐射定标装置是用于航空相机和光学遥感仪器地面辐射定标的重要设备。由于在光谱辐射定标过程中，被测光学仪器透射或反射特性的不均匀造成测量光束内光能分布不均匀，但经过与积分球内探测器结合后，积分球多次漫射后可均匀化。因此，该定标设备不但可以实现可见/近红外工作波段内的光学仪器辐射定标，且在光学仪器定标过程中无人为干扰，可以获得更高精度的辐射定标结果，还可以实现对积分球出射口的亮度值的智能化自动调节。积分球与计算机图形学结合，为三维建模、渲染等提供技术支持。Spectra-FT精细可调光谱均匀光源均匀光源
积分球的内壁应是良好的球面，通常要求它相对于理想球面的偏差应不大于内径的0.2%。试验太阳光模拟器量子效率
积分球配置的选择：除了考虑积分球尺寸、内部漫反射涂层以外，积分球配置也是选配积分球系统的关键且*具挑战的参数之一。积分球开口数目和探测器开口数目多少？例如有的积分球设有18个开口端。是否内部配置挡板，如果需要，挡板尺寸多大？挡板防止直接光源的光饱和或损坏探测器，必须尽可能小，以减少阴影。在高发散激光二极管测量中，可以消除挡板，并且探测器移动到靠近入口端口的位置，以消除头一个光热点，并较大限度地减少饱和或损坏光电二极管的可能性。试验太阳光模拟器量子效率
