1米的定義是“光在1/299,792,458秒內在真空中傳播的長度"。長度測量機采用以1米定義為基礎的米樣作為長度的標準。直接法基于與儀表原型的比較。

基于長度定義的一種測量原理是測量光的飛行時間（ToF）。由于光傳播速度如此之快，因此需要先進的電子技術。目前，許多基于激光的儀器（ToF）通常采用基于強度調制的入射光和反射光之間的相位差的測量方法。

由于我們測量的是光在真空中的行為，因此我們實際上需要對空氣的折射率進行校正。激光干涉儀采用利用激光束之間干涉現象的測量方法。通過分析同一激光照射時參考面的反射光和測量面的反射光相互干涉時產生的干涉條紋，可以測量測量面與參考面之間的納米級距離。