石英晶体与振荡器构成谐振回路，产生一稳定的振荡信号。新晶片的振荡频率为6MHz,当晶片上被镀膜后，由于晶片重量及表面张力增加，其谐振频率将会降低，此频率变化由频率计进行检测，根据频率变化率与材料密度和材料声阻等参数计算出晶片上所镀膜层的厚值。最后由单位时间内膜层厚度的变化量计算出镀膜速率。

首先将晶振片安装在探头前端，放入真空室。在监控器中设置薄膜材料的“工具因子"（用于校准密度和应力等因素）和所需厚度。然后开始镀膜，监控器实时显示当前厚度和沉积速率。当厚度达到预设值时，监控器发出信号，自动关闭挡板或蒸发源，停止镀膜。

膜厚仪可以直接测量质量厚度，原理简单，几乎适用于所有类型的材料（金属、介质等），且可以同时监控厚度和沉积速率，控制工艺稳定性，相对光学法，设备和耗材（晶振片）成本更低。但是测量的是晶振片上的厚度，而非实际基片上的厚度，实际存在位置误差。对温度变化比较敏感，需要稳定工况，切晶振片镀膜过厚后会失效，需要更换。在使用时需要根据实际情况选择膜厚仪的使用。