根据光学原理设计的测定糖分浓度的仪器。它用于测定甘蔗、甜菜等农产品的含糖量和制糖、酿造、食品工业生产过程中的糖分检验，在农业气象的生理分析中经常用到。按其设计原理，常用的有折光仪和旋光仪两种。

根据光的临界折射现象设计的。假定测量棱镜的折光率n_p大于试样的折光率n。若把试样置于棱镜面上，当光的入射角为90°时，其折射角最大，称为临界角γ_c。根据史奈尔折射定律，n＝n_p·sinγ_c。如果已知n_p，并在温度、单色光波长都保持恒定值的实验条件下，测定γ_c就能算出n。不同浓度的含糖溶液具有不同的折光率，通过标定测出折光率便可确定其糖分浓度。折光仪的中心部件由两块直角棱镜（分别称为测量棱镜和辅助棱镜）组成。还有反射镜、测量望远镜、刻度盘和调整螺丝等。使用时，将测试溶液置于辅助棱镜和测量棱镜之间，成均匀的一薄层，当光源经过反射至辅助棱镜时，其磨砂斜面发生漫射，从测量棱镜的直角边上方可观察到临界折射现象。经过转动调整螺丝，确定与试样折光率相对应的临界角位置，这个位置由仪器的刻度盘读取。

通过测定偏振光振动面旋转角度来求得样品含糖量。蔗糖分子中含有不对称的碳原子，是一种有旋光活性的化合物。当平面偏振光通过蔗糖溶液时，偏振面就会旋转。在一定条件下，旋转角度大小与蔗糖浓度成正比，因而可以此测定蔗糖浓度。

旋光仪有一个长筒，其两端装有两付尼柯尔（Nicol）棱镜，使光线发生偏振作用。其间有个放测试液的槽。仪器前端有一调整焦点的目镜及一支刻度盘，后者用以测定旋光角的度数。当光线通过尼氏棱镜时，即发生偏振作用，其偏振光通过被测液后，由于蔗糖具有旋光活性，就使偏振面向左或向右旋转。此时转动刻度盘，使左右两视野的明暗相等，读取刻度盘上的读数，此读数与零点之差即为旋光度。通过查标准溶液的标定曲线，便可求得被测液的含糖量。

以上两种仪器都需要温度订正，因此要同时测定环境温度。