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。
杠杆千分尺是利用杠杆原理和指示表对弧形尺架上两个测量面之间分割的距离进行读数的通用长度精密测量工具，是由一把外径千分尺和一个指示表组合而成的。
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。