积分球看起来很简单，该光学设备包括一个中空的球形腔体，内部涂有特殊的高反射朗伯涂层，用于均匀散射和漫射入射光。积分球设有入口和出口。通过变换积分球的配置，如光源、配件、开口等可实现不同的应用。积分球工作原理：积分球类似于扩散器，保留更多的光线信息，包括光的颜色、强度等，忽略了空间信息（无法告诉我们在球体表面的不同位置上光的强度是如何分布的）。积分球的内表面是高朗伯特性漫反射材料，这种材料能够将入射的光线以相同的强度反射到各个方向，从而使得光线在球内经过多次反射和散射后，能够均匀地分布，减少光线原始方向的影响。积分球内的光源经过多次反射，形成了均匀的光照环境。VIS-NIR光谱Helios标准光源测试方法
内置光源积分球的被测光源安装在积分球内部，于探测端球壁位置开一个窗口用来连接探测装置，光源与探测窗口之间有一块隔光板用来放置光源发出光直接照射在探测端口，光在积分球内壁进行充分的漫反射后，在内壁行程均匀照度，后照射到光电探测端口，进而得出光束的光学性质。积分球的进光口和探测端口分别各开一个窗口，积分球内部同样放置遮光板放置光束直接照射探测端口，光束从进光口进入积分球，经过充分的漫反射后行程均匀照度，后从积分球探测端口进行光学性质测量。Spectra-FT精细可调光谱太阳光模拟器原理在光学测量中，积分球提供了稳定的、无阴影的光照环境。
色参数：1、显色参数，物体用该光源照明和用标准光源照明时，其颜色符合程度的量度称为显色参数；显色参数值越大越好，较大为100，符号Ra。显色参数可以反映光源能否正确呈现物体的颜色。2、黑体，对于任何波长的辐射，都能够完全吸收，并且具有较大辐射本领的物体称为黑体。3、色容差，色容差反映出该荧光灯的色坐标与目标坐标之间的偏离程度；两者之间距离越远，说明该荧光灯的色容差越大；反之，则越小。4、色温，一定黑体在某一温度发出的辐射光与所在测试光源的辐射光具有相同的色品时，此温度称为该光源的色温，符号为Tc，单位为K。
但是无论是测透射还是测反射，具有各向异性的样品光束在积分球体内进行全方面的漫反射,然后一个被平均化了的光信号被置于积分球底部(或上部)的光电倍增管接收并加以进一步的放大。这就是积分球检测器的简单放大原理。这种积分球检测器的优点是克服了传统的单一使用光电倍增管作为检测器所产生的弊病，对于不同的样品光束的形状则无需再加考虑了，使光电倍增管的光电面接受的光束形状和位置几乎一致，较终使测试精度得以提高了。为获得较高的测量准确度，积分球的开孔比应尽可能小。开孔比定义为积分球开孔处的球面积与整个球内壁面积之比。在光学成像系统中，积分球起到了关键的光源调节作用。
如果积分球被用作光源以提供大而均匀的出光面，那么也可能需要大直径的积分球。这是因为在这种情况下，积分球的尺寸将直接影响到光的散射和反射效果，以及光场的均匀性。为了达到理想的测量效果，需要根据实际应用场景选择合适的积分球直径。Greg McKee是美国***制造积分球的Labsphere公司的系统业务部门主管，回复道：决定积分球较小尺寸的几个主要因素:要测量的灯的物理尺寸(为挡板留出空间)、灯的自吸收性和积分球内部温度。灯具安装硬件也必须能足够安装在里面。另一方面，积分球不能太大，否则它的响应性是有限的:理想的直径是小灯较大尺寸的十倍，或者是被测量的长灯长度的两倍。实际上，1到3米的积分球用于较常见的白炽灯和紧凑型荧光灯的光通量测量。2米或更大的球体通常用于测量500瓦或更大的光源。积分球的设计精巧，为光学测量提供了理想的解决方案。光学积分球测试仪
利用积分球的高反射内壁，可以实现光线的均匀分布。VIS-NIR光谱Helios标准光源测试方法
入射到整个积分球体表面的总通量的n次反射的交换可以用幂级数来建模，并简化为一个简单的辐射方程:式中Φ为入射到积分球内的光，As为积分球壁面积，p为积分球壁反射率，f为开口端口面积占比。简化的辐射度方程可用于模拟光和LED测量应用的光学效率。这些应用包括用于激光表征的光学衰减，进入光纤或安装在积分球体上的探测器表面的通量，用于图像传感器的光谱辐射度和用于非成像光学传感传感器的光谱辐照度，或积分球体应用所需的其他许多辐射和光度参数。VIS-NIR光谱Helios标准光源测试方法
