通過(guò)對物體進(jìn)行測量，測得其光譜反射率或光譜透過(guò)率，進(jìn)而得出物體色的三刺激和色度坐標的儀器稱(chēng)為分光測色儀。這類(lèi)儀器由光源、單色儀、積分球、光電檢測器和數據處理裝置等幾個(gè)部分組成。若以試樣受到的照明光是復色光還是單色光來(lái)區分，則分光測色儀的光路設計有兩種。一種稱(chēng)為“正向”的，別一種稱(chēng)為：“逆向”的。在正向的光路設計中，來(lái)自光源的光先經(jīng)單色器分光，然后以單色光按波長(cháng)順次進(jìn)入積分球而照到試樣上；這時(shí)，檢測器接收到的是試樣反射單色光。這種設計中，儀器所用的光源并不需要符合CIE標準光源。至于選擇何種標準照明體，僅是計算三刺激值進(jìn)選用的問(wèn)題。

   “逆向”的光路設計可以克服正向路不能測熒光的缺點(diǎn)，因為來(lái)自光源的復色光先進(jìn)入積分球照明樣品，光由樣品上反射出來(lái)，以后再由單色儀進(jìn)行分光；分光后的單色再由光電檢測器接收。

     這種光路設計雖有可測熒光的優(yōu)點(diǎn)，但要使熒光測色標準化還必須使用標準光源，更好能符合CIED65標準施照態(tài).儀器中實(shí)際使用的光源接近D65有氙燈加濾光片構成和石英質(zhì)鹵鎢再生白熾燈加濾光片構成,其中氙燈加濾色片的光源分布更接近D65的功率分布,而且紅外發(fā)熱也少。

     有些型號的分光測色儀擁有“正”、“逆”式可變換的兩種光路。因此對有熒光色的試樣將不僅可由“逆”式測得包括反射光和熒光在內的“總反射率”，而且可用“正”式測得不包括熒光的“真反射率”，從而提供了熒光程度信息。現代的的分光測色儀大都采用逆向的光路設計，有些高級的分光測色儀裝有紫外光可調裝置此裝置可定量調節紫外光通過(guò)的量，這樣就很方便地測出熒光對總反射率的貢獻。