Kahe kiire mikroskoopias kasutatavaid instrumente kasutatakse peamiselt pinna kareduse mõõtmiseks. Seda saab kasutada ka läbipaistvate ja poolläbipaistvate ülekatete, eriti alumiiniumil anodeeritud kilede paksuse mõõtmiseks.
Instrument töötab nii, et valgustab kiirt 45-kraadise langemisnurga all ülekatte pinnale ja osa kiirest peegeldub ülekatte pinnalt tagasi. Teine osa tungib läbi katte ja peegeldub tagasi katte ja põhimiku liidesest. Mikroskoobi okulaarist on näha kaks eraldi pilti, mille kaugus on võrdeline ülekatte paksusega, ja kaugust saab mõõta skaala juhtnuppu reguleerides.
Seda meetodit saab kasutada ainult siis, kui katte-substraadi liidesel peegeldub tagasi piisavalt valgust, et saada mikroskoobis selge pilt.
Läbipaistvate või poolläbipaistvate ülekatete (nt anodeeritud kilede) puhul on meetod mittepurustav. Läbipaistmatu kattekihi paksuse mõõtmiseks tuleb kattekihist eemaldada väike tükk, nii et kattekihi pinna ja aluspinna vahele moodustub samm, mis võib valguskiirt murda, nii et absoluutväärtus kattekihi paksust saab mõõta. Sel juhul on meetod destruktiivne testimismeetod.
Kahe kiire mikroskoopia mõõtmisviga on tavaliselt alla 10 protsendi.
