偏光应力仪的工作原理是基于应力双折射检测，即：玻璃是各向同性体，各方向的折射率相同。如果玻璃中存在应力，各向同性的性质会受到破坏，引起折射率的变化，两个主应力方向的折射率不再相同，会出现双折射现象。
双折射导致材料产生光学相位延迟，其相位延迟值与应力值的关系由下式确定：C为应力光学常数，它是物性常数，仅与玻璃品种有关。只要能测量出相位延迟值，就可以知道材料的内部应力。并且，绝大多数偏光应力仪给出的量值就是相位延迟值。
目前，市面上用于测量透明材料内部应力的仪器主要为偏光应力仪(又称偏光仪)。其测量原理基于应力双折射检测，即:玻璃是各向同性体，各方向的折射
