積分球測量法的原理是在積分球中先用標準參考燈定標，再測量被測燈，再由電腦進行比較處理的相對法測量。
當被測燈與標準參考燈在各方面都相似時，誤差就會減少到最小。但即使是這樣，在實際的設備和測試過程中都會有很多因素使其產生偏離，更何況大多數被測燈與標準參考燈之間的差異很大。
雖然有的因素偏離理想情況較少，單一因素對測量結果影響不大。但是偏離理想的因素太多，其交叉關聯影響的可能性就會越大，誤差也會越大。所以，應盡量減少設備和測試過程中的各種偏離。
積分球測量法有光度測量法和光譜測量法之分。早期單純用指針式光電檢流計表來讀取光度探頭中的光電流，再用手工計算的方法，其誤差很大，早已經不用了。之后改進為用數字表讀數，但仍然過時很久了。目前，使用得多的是積分球光譜測量法。它又可分為光電倍增管式和CCD陣列式兩種。
（1）光電倍增管式光譜儀內部的工作原理
被測燈發出的復色光在積分球內均勻混光后被光纖輸入端頭接收，并由光纖傳送進入光譜儀，再經濾色進入輸入狹縫，投射到光柵上對光譜光功率信號進行分解。
因為作為光電轉換的光電倍增管本身無法區分光譜，所以由機械裝置轉動光柵來把一定帶寬的單色光功率信號按照波長大小依次投射到輸出狹縫，由緊貼狹縫的光電倍增管接收并把光功率信號轉換并多級放大為電信號，再由外部電路進一步放大輸出到電腦中進行處理。在這一系列過程中，技術非常復雜。
此外，測量需要準確的波長掃描(這對于光譜連續的燈的測量準確性不是問題，但對分離光譜的燈的光色參數特別是色參數測量準確性很重要，例如白熾燈的色溫測量準確度很高而三基色節能燈的色溫測量準確度較差)，測量的分辨率和準確度又與輸入輸出狹縫寬度、波長定位及掃描步長關系很大。
所以光電倍增管式光譜儀的測量速度較慢，早期的光譜儀一般需2～3分鐘，近期的也需要10秒鐘左右。光電倍增管式光譜儀的測量準確度可以很高，但光電倍增管也有缺點：
①靈敏度因強光照射或因照射時間過長而降低，停止照射后會部分地恢復，這種現象稱為“疲乏”。我們在對一臺使用了多年光電倍增管式光譜儀對同一白熾燈連續重復測量90 分鐘試驗中，其光通量不斷單向下降達3%，但色溫變化很小在5K 內(0.2%)；
②光陰極表面各點靈敏度不均勻；
③在實際測量中施加的電壓太高會產生噪聲。
（2）陣列式CCD光譜儀內部的工作原理
與光電倍增管式不同的地方是，陣列式CCD光譜儀由光柵把被測燈的復色光分解為按波長大小順序排列的光譜光功率信號，并一次性同時投射到可區分光譜波長的CCD陣列上，這種一次成像接收并獲得各波長光譜光功率信號的方式替代了需要掃描依次把單色光輸入到光電倍增管中來“分時段”接收各波長光譜光功率信號。并由此不再需要光柵掃描的機械轉動裝置。所以，測量速度非常快，可達毫秒級。
