接觸角測量儀可以記錄液滴圖像并且自動分析液滴的形狀。液滴形狀是液體表面張力、重力和不同液體樣品的密度差和濕度差及環境介質的函數。在固體表面上，液滴形狀和接觸角也依賴于固體的特性（例如表面自由能和形貌）。使用液滴輪廓擬合方法對獲得的圖像進行分析，測定接觸角和表面張力。使用幾種已知表面張力的液體進行接觸角測試可以計算得到材料的表面自由能。

　　作為光學方法，光學接觸角測量儀的測量精度取決于圖片質量和分析軟件測量儀使用一個高質量的單色冷LED光源以使樣品蒸發量降低，高分辨率數碼鏡頭、高質量的光學器件和準確的液體擬合方法確保了圖片質量。

　　通常接觸角的測量基于 Young 方程 , 必須滿足條件 :

　　(1) 固體表面是剛性的、均勻的、光滑的。

　　(2) 固體表面是惰性的 , 沒有膨脹和化學反應。

　　接觸角是客觀存在的 , 可采用多種方法進行測量 , 大致可分為三類 : 量角法、測高法和測重法。

　　接觸角測量儀是通過滴出一滴滿足要求體積的液體于固體表面，通過影像分析技術，測量或計算出液體與固體表面的接觸角值的簡易方法。作為影像分析法的儀器，其基本組成部分不外乎光源、樣品臺、鏡頭、圖像采集系統、進樣系統。簡單的一個影像分析法可以不含圖像采購系統，而通過鏡頭里的十字形校正線去直接相切于鏡頭里觀察到的接觸角得到。

　　計算接觸角的方法通常基于一特定的數學模型，如液滴可被視為球或圓椎的一部分，然后通過測量特定的參數如寬/高或通過直接擬合來計算得出接觸角值。Young-Laplace方程描述了一封閉界面的內、外壓力差與界面的曲率和界面張力的關系，可用來準確地描述一軸對稱的液滴的外形輪廓，從而計算出其接觸角。