Światło przechodzące przez analizator interferuje i tworzy na ekranie obraz interferencyjny.
Interferometry dwuwiązkowe thumb|250px|Interferometr Michelsona: S – źródło światła; P – płytka światłodzieląca; O – ekran do obserwacji prążków interferencyjnych Większość interferometrów stosowanych w optyce składa się z elementów optycznych, które dwie wiązki fal spójnych prowadzą różnymi drogami. Na końcu mierzona jest interferencja fal, co pozwala na bardzo dokładny pomiar struktury geometrycznej badanych obiektów.
Najważniejsze konstrukcje interferometrów dwuwiązkowych: interferometr Michelsona interferometr Mirau interferometr Fizeau interferometr Macha-Zehndera interferometr Sagnaca interferometr Lloyda interferometr Twymana-Greena zwierciadła Fresnela
Interferometr Michelsona Michelson zmierzył długość wzorca metra przechowywanego w Paryżu wyrażając ją liczbą długości fal pewnego monochromatycznego światła. Pokazał on, że wzorzec metra jest równoważny 1 553 163,5 długości fal czerwonego światła kadmu. Za to osiągnięcie otrzymał w 1907 roku Nagrodę Nobla („za zbudowanie niezwykle precyzyjnych przyrządów optycznych i pomiary metrologiczne przeprowadzone przy ich użyciu”).