При  оптическом методе  применяются  микроскопы сравнения.  От лампочки 1 лучи света падают в призму-кубик 2, где разделяются  на   два   направления. Часть лучей проходит через кубик 2, диафрагму 6, срезающую половину поля  зрения,   попадает  на поверхность эталона 5, и, отразившись от него,  возвращается в призму 2. Отразившись от ее гипотенузы, лучи попадают в объектив 4 и в половине поля зрения окуляра 3 дают изображение поверхности эталона 5. Другая часть лучей направляется   гипотенузой призмы 2 вниз, проходит диафрагму 7 и, отразившись от контролируемой поверхности детали 8, возвращается в призму 2, проходит через объектив 4 и дает во второй половине окуляра 3 изображение поверхности контролируемой детали 8, расположенной рядом с изображением поверхности эталона. Микроскоп сравнения имеет увеличение в 55 раз и поле зрения 2,8 мм. С помощью микроскопа можно надежно различать шероховатость до 9—10 классов включительно.
Далее излагается метод объективной опенки высоты шероховатости с помощью двойного микроскопа методом светового сечения. Этот метод заключается в том, что узкая полоска света, падая под углом 45° на контролируемую поверхность, отражается от нее в виде полоски, изогнутой соответственно гребешкам и впадинам этой поверхности , и становится видимой через окуляр. При помощи окулярного микрометрического винта производится отсчет высоты шероховатости. Видимая высота шероховатости будет больше действительной.