精密儀器種類繁多、結構各異。對于用于測量的精密儀器而言，可將其結構分為基準、機械轉臺、感受轉換、轉換放大傳輸、瞄準/讀數、數據處理、顯示記錄、驅動控制、機械結構等八大功能部件。但并不是說一臺精密儀器中必須包含上述八大功能部件，而是應根據儀器功能的要求有所選擇。
1．基準部件
基準部件為測量提供標準量，測量結果均須與之比較方能得到準確的測量值。因此，它是決定精密儀器精度的主要環節。
基準器件的種類很多，如用于幾何量（長度和角度）測量的標準器件：量塊、精密測量絲杠、線紋尺、度盤、多面棱體、多齒分度盤、光柵尺（盤）、磁柵尺（盤）、感應同步器、光波等。對于復雜參數，有漸開線樣板、表面粗糙度樣板等標準件，還有提供標準運動的標準圓運動、漸開線運動和齒輪運動裝置。此外還有標準硬度塊、頻率計，以及時間、照度、流量、色度、激光參數、溫度、測力、稱重等標準。可根據需要選取。
2．感受轉換部件
感受轉換部件感受被測量，拾取原始信號以便進一步轉換、處理和分析。其精度直接影響整個儀器的精度。
有的儀器的感受轉換部件僅起感受原始信號的作用，有的同時還進行一次信號的轉換。感受轉換部件有兩大類：一類為接觸式的，如各種機械式探頭；一類為非接觸式的，如氣動非接觸測頭、光學探頭、紅外線、渦流測頭、拾音器等。
3．轉換放大傳輸部件
轉換放大傳輸部件將感受轉換來的微小信號，通過各種原理（光、機、電、氣）進一步轉換和放大，成為觀察者或其下一部件可直接接收的信號，如顯示或進一步加工處理。
4．瞄準/讀數部件
瞄準/讀數部件感受被測量/標準量，用以對零/讀數。
瞄準部件用以感受被測量，要求指零準確，一般不做讀數用，故不要求其靈敏度。讀數部件用以感受標準量，機械轉臺由它產生測量結果。在實際測量中，二者又是可互換，而不是絕對的。但有的儀器二者不能互換。
