膜厚計の動作原理は主に磁気引力測定原理と磁気誘導測定原理に基づいています。膜厚計は磁気吸引力の測定原理で、永久磁石（プローブ）と磁性鋼材間の吸引力を利用し、両者間の距離と一定の比例関係で膜厚を測定します。コーティングと基板の間の透磁率の差が十分に大きい場合、測定を実行できます。この方法の利点は、操作が簡単で堅牢であること、電源供給と校正が不要であることです。これは、作業場でのオンサイトの品質管理に特に適しています。
磁気誘導測定原理では、膜厚計は、非強磁性膜を通過して強磁性基板に到達するプローブの磁束または磁気抵抗によって膜厚を特徴付けます。磁性材料上の非磁性層の厚み測定に適しており、測定精度が高い方法です。鋼、鉄、銀、ニッケル、その他の材料などの基板の比透磁率は、通常 500 以上である必要があります。
また、膜厚計は渦電流の原理を利用した渦電流膜厚測定法も使用できます。プローブ内のコイルに通電すると、高周波磁場が発生します。測定対象の被膜の金属基材にプローブが接触したときに発生する渦電流の大きさは、プローブと基材の間のギャップの大きさを反映し、被膜の厚さを計算します。この方法は、渦電流を引き起こす可能性のある導電性の金属材料や非金属材料の検出に適しています。