尼康工具顯微鏡具有直角坐標測量系統、光學系統和被瞄準裝置、角度測量裝置。坐標測量系統由縱向、橫向標準量和可移動的工作臺構成。
    被測工件的輪廓經光學系統投影放大成像后，由瞄準裝置瞄準被測輪廓的某一幾何要素，從標準量細分裝置上讀出縱橫兩個方向的坐標值，然后移動工作臺及安裝在其上的被測工件，瞄準被測輪廓的另一幾何要素并讀出其坐標值，則被測輪廓上這兩個要素之間的距離即為工件長度。被測輪廓上某兩要素間的數值由瞄準裝置和角度測量裝置讀出。
尼康工具顯微鏡的作用：
1、直角坐標測定：
   測定時必須使測定物的直角坐標方向和十字形工作臺的移動方向一致時方可進行測定。采用直角坐標測定時由十字移動工作臺的移動量就可直接讀取直角坐標值，若是大型工具顯微鏡，使用瞄準孔直角坐標測定上的像連接觀測眼即可正確測定，而在進行測定物直角坐標方向和十字移動工作臺之校正時，使用裝設在大型工具顯微鏡上的裝配式旋轉工作臺非常方便，至于小型工具顯微鏡只要旋轉臺附件即可。
2、角度測定：
   使用旋轉工作臺或角度觀測透鏡即可測定。一般而言角度觀測透鏡的精度較佳。
3、高度測定：
   雖然小型工具顯微鏡無法測定高度，但是若把量銀裝在支柱的上端，然后利用顯微鏡的上下移動量就可測定高度了。然而，由于焦點深度，支柱傾度及量銀和光軸間等因素誤差，欲正確測定相當困難。
4、孔徑測定：
   一般是使用角度觀測透鏡測定，但大型工具顯微鏡則可使用重疊影象觀測透鏡或者光學探測子，就是使用重疊影象透鏡，使生成的兩種像重疊，接著在相對的一方亦然，于是由移動量即可顯示孔的內徑。假若是使用光學探測器，則先將它裝設在3倍的對物透鏡上，然后對準探測子和工作臺的移動方向，再調整觀測鏡內之重疊線平行于觀測透鏡的十字線，而使測定子接觸孔穴面。利用Y軸上的進給校正重疊線的逆向移動，并用X軸進給使重疊線夾住觀測透鏡的十子線，即可讀取X軸上的測定值。相對側的孔穴亦然，故有讀取的差值再加上探測子的直徑即可獲得孔穴內徑。
5、圓柱體測定：
   若是小形工具顯微鏡，則可使用傾斜中心，若是大形工具顯微鏡則使用中心支撐臺，非中心支撐臺及V形支撐臺，使測定物的軸心對準工作臺的左右移動方向進行測定。假如要正確測定時，將角度觀測透鏡對準零點，使測定物的一邊輪廓對準旋轉工作臺上的十字線。再使另一邊對準十字線，此刻如果兩方的旋轉臺讀數相同時，則測定物軸心必定和旋轉臺移動方向一致，另由于兩側具有角度差。因此，必須使用二角的中間值設定。測定時是讀取Y軸的讀數，故要選定較佳的光圈直徑。
6、螺紋測定：
   外徑和螺紋內徑：測定的方法和圓柱體的測定方法相同。
   有效直徑測定：導程角較小的螺紋不須使支柱或傾斜中心傾斜，只要把十字線對準螺紋的齒腹就可以測定。假如只有導程角而使支柱或傾斜中心傾斜容易產生誤差。因此，若使用十字線測定者，一般都不傾斜，但若使用齒形測定者，只要導程角傾斜對準螺紋后再讀取測定值，其次再依相同方法測定相對側之測定值，由二者的差即可求得有效徑。
    節距測定：小形工具顯微鏡，只要另傾斜中心傾斜而使用導程角測定即可，而大形工具顯微鏡則用支柱傾斜方式再用導程角測定節距。
    螺紋角度測定：可用傾斜中心或支柱傾斜的方法進行測定，但測定值是指螺紋垂直端面角度，所以須經計算后才能解得螺紋軸端面的角度。