激光粒度儀是根據顆粒能使激光產生散射這一物理現象測試粒度分布的。由于激光具有很好的單色性和很強的方向性，所以在沒有阻礙的無限空間中激光將會照射到無窮遠的地方，并且在傳播過程中很少有發散的現象。

Mastersizer3000激光粒度儀采用激光衍射技術測量粒度。當激光束穿過分散的顆粒樣品時，通過測量散射光的強度來完成粒度測量。然后數據用于分析計算形成該散射光譜圖的顆粒粒度分布。

米氏散射理論表明，當光束遇到顆粒阻擋時，一部分光將發生散射現象，散射光的傳播方向將與主光束的傳播方向形成一個夾角θ，θ角的大小與顆粒的大小有關，顆粒越大，產生的散射光的θ角就越小；顆粒越小，產生的散射光的θ角就越大。即小角度（θ）的散射光是有大顆粒引起的；大角度（θ1）的散射光是由小顆粒引起的。進一步研究表明，散射光的強度代表該粒徑顆粒的數量。這樣，測量不同角度上的散射光的強度，就可以得到樣品的粒度分布了。

為了測量不同角度上的散射光的光強，需要運用光學手段對散射光進行處理。在光束中的適當的位置上放置一個富氏透鏡，在該富氏透鏡的后焦平面上放置一組多元光電探測器，不同角度的散射光通過富氏透鏡照射到多元光電探測器上時，光信號將被轉換成電信號并傳輸到電腦中，通過專用軟件對這些信號進行數字信號處理，就會準確地得到粒度分布了。

Mastersizer3000典型的系統由三個主要元件構成：
1、光學平臺-分散的樣品穿過光學平臺的測量區，在該測量區，激光束照射到顆粒上。當紅光和藍光照射到樣品顆粒時，會在很寬的角度內產生散射，一系列檢測器能夠準確測量顆粒的散射光強。
2、樣品分散裝置（附件）。樣品分散由一系列干濕法分散裝置控制。確保顆粒以正確的濃度以及合適穩定的分散狀態傳送至光學平臺的測量區域。
3、儀器軟件：Mastersizer3000軟件在測量過程中對系統進行控制，并對散射數據進行分析，計算粒度分布。該軟件還可在方法開發過程中提供即時反饋，并為結果質量提供專業建議。