自动二次元影像测量仪一般由机械、光学、图像采集、计算机处理和测量软件等六部分组成,。
影像测量仪的光学原理与普通投影仪很类似，区别在于影像前者被测件的轮廓影像被CCD 传感器接收并由计算机进行图像采集和处理，后者则直接把影像投射到投影观测屏， 轮廓对准有操作者的人眼完成，因而导致两者测量精度和自动化程度相差很大，另外还有高度测量的功能。
影像测量仪一般具有较大的测量范围，通常配备有( 0. 7 @ ~ 4. 5 @ )的变焦物镜，照明光源除了常见的底光和顶光外，还有环形照明光，适合于底光和顶光都不能有效照明时应用。
全自动二次元影像测量仪的误差来源：
全自动二次元影像测量仪的测量可以是单轴、二维平面的测量，也可以是三维空间坐标的测量，测量时先对焦，取点，计算处理。
读数来自于标尺即光栅系统，对焦对准依靠光学系统，还有一个直接影响测量效果和精度的照明光源， 因为，基于影像方法测量的仪器，如果被测件不能被有效正确的照明，则测量的结果显然要偏离其真实尺寸。
除前述因素外，环境条件也是制约测量精度不可忽视的因素。
基于上述分析，可以归纳出以下几个方面的误差来源：
1)光栅计数尺的误差；
2)工作台移动时存在的直线度、角摆带来的误差；
3)工作台两测量轴垂直度带来的误差；
4)显微镜光轴与工作台面不垂直带来的误差；
5)测量室温度偏离校准要求的参考温度带来的误差；
6)光源照明条件的变化带来的对焦和对准误差。
在这几种因素中，前四项误差，是硬件误差，在仪器制造过程中已经形成并固定下来，一般无法改变；温度影响带来的误差，必须通过控制测量室的温度和等温过程来减小其影响。
一项则常被忽视，而在实际测量中，当光源照明条件改变时，直接影响被测工件的照明效果和影像质量，主要是因为影像测量仪的图像是通过CCD 接收，尽管CCD具有自动调节增益的功能，但当亮度过大时即失去调节功能，导致被测工件影像在缩小，当亮度过低时，工件影像反而变大。这种影响，对于测量具有重复图形结构之间的间距时，只要整个测量过程中照明条件保持不变，其影响可以忽略，因为每个重复图形结构都同时在变大或变小，间距的测量计算直接消除了影像变形的影响，如测量玻璃尺、网格板刻线间距;除了这种特殊情形外，如测量圆的直径、工件的长度和宽度，都将带来明显的误差。
在以影像测量工件样品结构的几何尺寸时，光照明条件的改变将会直接影像被测尺寸，如线宽、圆直径及其他几何形位公差，因此要确保取到的边界点是产品需要检测的边界，在高精度测量中，这是导致测量不确定度增大的关键因素，应引起足够重视。