Hệ thống quang học của máy đo độ đục bao gồm đèn dây tóc vonfram, máy dò 90 độ để theo dõi ánh sáng tán xạ và máy dò ánh sáng truyền qua. Máy đo độ đục hiện đại có thiết kế đường quang đa dạng, bao gồm cả những thiết bị sử dụng phương pháp tán xạ để đo độ đục và thiết kế đường quang 360 độ × 90 độ độc đáo. Bộ vi xử lý của thiết bị tính toán tỷ lệ tín hiệu từ máy dò 90 độ và máy dò ánh sáng truyền qua. Kỹ thuật tính toán tỷ lệ này hiệu chỉnh sự nhiễu do sắc độ và/hoặc các chất hấp thụ (chẳng hạn như than hoạt tính) gây ra và bù đắp cho tác động của sự dao động cường độ ánh sáng, mang lại sự ổn định hiệu chuẩn lâu dài. Thiết kế hệ thống quang học cũng làm giảm độ lệch ánh sáng, cải thiện độ chính xác của phép thử.
Ngoài đèn dây tóc vonfram truyền thống, máy đo độ đục hiện đại còn sử dụng nguồn sáng LED, nguồn ánh sáng hồng ngoại (chẳng hạn như-ánh sáng hồng ngoại gần có bước sóng 880 nm) và thậm chí cả tia laser làm nguồn sáng. Một số thiết bị sử dụng thiết kế-chùm tia kép, tự động bù các lỗi do suy giảm nguồn sáng, ô nhiễm cửa sổ quang học và chênh lệch nhiệt độ bằng cách so sánh tín hiệu ánh sáng đo được với tín hiệu ánh sáng tham chiếu trong thời gian thực. Những thiết kế này nhằm mục đích cải thiện độ chính xác của phép đo, độ ổn định lâu dài-và khả năng thích ứng với nhiều điều kiện mẫu rộng hơn.
