積分球是一個空心球體，其外殼一般是金屬材質，殼體內側涂有漫反射材料，殼壁上開有兩個或幾個通光孔，光源發射的光線經過聚光鏡和光闌處理后變成平行光經過積分球入光口進入積分球內部，進入積分球內部的光會在積分球內部進行多次漫反射，終由出光口均勻射出，通過檢測出光口的光通量，可以根據公式換算得出反射率、透射率等數據。
積分球又稱光度球，光通球等。球壁上開一個或幾個窗孔，用作進光孔和放置光接收器件的接收孔。積分球的內壁應是良好的球面，通常要求它相對于理想球面的偏差應不大于內徑的0.2%。球內壁上涂以理想的漫反射材料，也就是漫反射系數接近于1的材料。常用的材料是氧化鎂或硫酸鋇，將它和膠質粘合劑混合均勻后，噴涂在內壁上。氧化鎂涂層在可見光譜范圍內的光譜反射比都在99%以上，這樣，進入積分球的光經過內壁涂層多次反射，在內壁上形成均勻照度。為獲得較高的測量準確度，積分球的開孔比應盡可能小。開孔比定義為積分球開孔處的球面積與整個球內壁面積之比。
積分球的基本原理是光通過采樣口被積分球收集，如圖1，在積分球內部經過多次反射后非常均勻地散射在積分球內部。使用積分球來測量光通量時，可使得測量結果更為可靠，積分球可降低并除去由光線地形狀、發散角度、及探測器上不同位置地響應度差異所造成地測量誤差。
