外径千分尺根据螺旋运动原理，当微分筒旋转一周时，测微螺杆前进或后退一个螺距──0.5毫米，这样当微分筒旋转一个分度后，它转过了1/50周，这时螺杆沿轴线移动了1/500.5毫米=0.01毫米，因此使用千分尺可以准确读出0.01毫米的数值。
有的千分尺的可动刻度分为100等分，螺距为1毫米，其固定刻度上不需要半毫米刻度，可动刻度的每一等分仍表示0.01毫米，有的千分尺，可动刻度为50等分，而固定刻度上无半毫米刻度，只能用眼进行估计。
外径千分尺是比游标卡尺更精密的长度测量仪器，精度有0.01mm、0.02mm，0.05mm几种，加上估读的1位，可读取到小数点后第3位（千分位），常用规格有0～25mm、25～50mm、50～75mm、75～100mm、100～125mm等若干种。