一、透射式中心仪的原理如下：
1、光源经聚光镜照明十字分划板再由一组透镜将十字分划板成像于无限远（成平行光）；
2、被检透镜（或透镜组）将平行光汇聚（成像）在它的焦点上。如是正透镜焦点在被检透镜的后方；如果是负透镜焦点在被检透镜的前方；
3、中心仪的物镜将此点成像于目镜视场中；
4、转动被检透镜。如透镜外圆与光轴不同轴则像点要跳动；
5、因被检透镜的焦距不同，十字分划成像的位置也不同。根据成像位置可更换不同焦距的物镜，否则有的被检透镜的成像太远或者位于透镜内太深不易捕获到。
因此在透射式中心仪中不能说十字像是哪个面的成像。它是整个透镜或透镜组的成像。
二、反射式中心仪的原理如下：
1、同样采用光源经聚光镜照明十字分划板后再经一组透镜成像于无限远（平行光）只不过此系统位于中心仪物镜方；
2、平行的十字分划成像光束经一个半透半反镜将部份光束向物镜方反射，再由中心仪的物镜成像于一点。
3、调整中心仪的位置，使该点与被检透镜任一面的球心重合，则成像光束会原路反回。
4、中心仪的物镜将原路返回的光束变成平行光，透过半透半反镜后再由另一组透镜成像于目镜的视场中；
5、如被检透镜旋转时球心于旋转轴不同轴则十字像将产生跳动。
6、反射式中心仪检查的是每个面的球心跳动。除透镜的外表面外，寻找各面的球心时均要将透镜参与成像的面及玻璃折射率等计算在内（不计算直接寻找也可以）。胶合面因界面之间的折射率差异较小，不易被观察到。
总的来说透射式中心仪检查的是被检透镜焦点的跳动；反射式中心仪检查的是各个球面球心的跳动。反射式中心仪检验的灵敏度较透射式的高。