生产活动中常常需要丈量尺寸，游标卡尺作为一类重要的尺寸测量工具，广泛应用于机械制造与加工行业，可以测量工件的内外径、尺寸等。
刻线直尺和卡尺虽然很早就出现了，但真正具有现代测量意义的游标卡尺是法国人约尼尔·皮在1631年发明的，他在数学著作《新四分圆的结构、利用及特性》中描述了游标卡尺的结构和原理，他的名字Vernier也演变成了游标的英文单词沿用至今。
游标卡尺结构简单，简单来说就是一个直尺，再加上一个滑动游标。主尺的刻度线，以一毫米为单位，而游标尺有10、20、50等分格。以10等分格为例，它叫做十分度游标卡尺，其余的以此类推。
10分度游标的总刻线长度为9毫米，测量精度可以达到0.1毫米；20分度游标的长度为19毫米，测量精度可以达到0.05毫米；50分度游标的长度为49毫米，测量精度可以达到0.02毫米。
众所周知，一毫米已经很小了，由于刻度线的限制，测量时顶多能够通过目视估读精确到0.5毫米。游标卡尺之所以能够精确到0.02毫米，就是因为它比普通直尺多了一个游标尺。
游标尺和主尺的主要差异就在于，刻度线的单位长度不一样，主尺上每一格的单位长度是一毫米，而游标尺每一格的单位长度根据分度值而定，其中10分度游标每一格的单位长度是0.9毫米，20分度的是0.95毫米，50分度的是0.98毫米，它们分别与主尺的单位刻度相差0.1毫米、0.05毫米、0.02毫米。
说到这儿，你可能就已经明白了个大概，这个单位刻度的差值，就是它们的最小测量精度。通过主尺和游标尺单位刻度之间差值的累积，本来无法用刻度线标识的微小长度差异就被这个游标放大，变成了可以被人目视读取的数值。
这种方法就叫做放大法，主要包括：光学放大法、形变放大法、累积放大法等，是一种在研究或观察过程中非常常用的一种手段。螺旋测微器（千分尺）也是用了这一方法。
以10分度游标卡尺为例，当量爪并拢时，主尺与游标的零刻度线对齐，它们的第1刻度线（零刻度线不算）相差0.1毫米，第2刻度线相差0.2毫米……第10刻度线相差1毫米，且第10刻度线正好与主尺的9毫米刻度线对齐。如果游标零刻度线与主尺第X刻度线对齐，那么游标上的第10刻度线就会与主尺第X+9刻度线对齐。
游标卡尺读数时（以毫米为单位），都是先读取游标零刻度线和主尺零刻度线的距离，取整数部分，然后再看游标第几刻度与主尺刻度对齐，就可以得出测量结果中的小数部分。正常情况下，不存在主尺和游标卡尺刻度线对不齐的情况，所以游标卡尺一般不存在估读。
测量物体的尺寸时，如果物体厚10.4毫米，那么游标就要向右移滑动10.4毫米，此时游标零刻度线位于主尺10～11毫米刻度线之间，游标上第4刻度线将和主尺上的第10+3刻度线对齐。如果是游标第n刻度线和主尺对齐，那么物体的厚度便是10+n0.1毫米。如果用20分游标卡尺和50分游标卡尺测量，物体的厚度分别是10+n0.05毫米和10+n0.02毫米。这两个n分别是第几刻度线，你知道吗？
除了游标卡尺，现在还有表盘式卡尺，以及电子数显式的卡尺，其中表盘式卡尺的测微原理和螺旋测微器比较相似，都是化直为曲。
