F4积分球的基本原理是光通过采样口被积分球收集，在积分球内部经过多次反射后非常均匀地散射在积分球内部。使用积分球来测量光通量时，可使得测量结果更为可靠，积分球可降低并除去由光线地形状、发散角度、及探测器上不同位置地响应度差异所造成地测量误差。
影响F4积分球测量精度的因素：A、球内壁是均匀的理想漫射层，服从朗伯定则；B、球内壁各点的反射率相等；C、球内壁白色涂层的漫射是中性的；D、球半径处处相等，球内除灯外无其他物体存在；E、窗口材料是中性的，其E符合照度的余弦定则，实际情况与理想条件不符合会带来测量误差，故需修正。
F4积分球国内低端的主要为氧化镁(MgO)，硫酸钡(BaSO4)，较好的则有国产聚四氟乙烯悬浮树脂(F4)。F4代替常用的氧化镁(MgO)，硫酸钡(BaSO4)作积分球涂层，在0.2~2.5微米波长范围内，光谱反射比都高于MgO和BaSO4，且反射比中性好，有利于减小它对积分球非中性的影响。