框式水平仪主要由框架和弧形玻璃管主水准器、调整水准组成。利用水平仪上水准泡的移动来测量被测部位角度的变化。

　　框式水平仪的主要零件由作测量基准用的金属体，读数用的主水准器和定位用的水准器等组成。其框架为铸造结构，并且经过精加工处理，在框架上镶有读数水准器和定位水准器。在读数水准器上刻有红线小格，其间距约为2mm。当被测量面不平时，气泡就向高的方向移动，视气泡移动格数多少，就计算出被测表面水平偏差的大小。

　　框架的测量面有平面和V形槽，V形槽便于在圆柱面上测量。弧形玻璃管的表面上有刻线，内装乙醚(或酒精)，并留有一个水准泡，水准泡总是停留在玻璃管内的最高处。若水平仪倾斜一个角度，气泡就向左或向右移动，根据移动的距离(格数)，直接或通过计算即可知道被测工件的直线度，平面度或垂直度误差。