激光干涉儀是一種利用波（通常是光波、無線電波或聲波）干涉現象的測量儀器，測量可以包括波本身的某些特性以及波與之相互作用的材料。也被用來描述使用光波研究位移變化的技術。這種位移測量干涉法廣泛應用于精密加工中的標定和機械級運動控制。
激光干涉儀發射單一頻率光束射入線性干涉鏡，然后分成兩道光束，一道光束（參考光束）射向連接分光鏡的反射鏡，而第二道透射光束（測量光束）則通過分光鏡射入第二個反射鏡，這兩道光束再反射回到分光鏡，重新匯聚之后返回激光器，其中會有一個探測器監控兩道光束之間的干涉。
若光程差沒有變化時，探測器會在相長性和相消性干涉的兩極之間找到穩定的信號。若光程差有變化時，探測器會在每一次光程變化時，在相長性和相消性干涉的兩極之間找到變化信號，這些變化會被計算并用來測量兩個光程之間的差異變化。
激光干涉儀是以波長為基本計量單位的，多波長激光器的發展，是實現不同長度“尺子”的基礎。激光器可以穩定地輸出多種波長的激光，利用光學拍波技術，可以將這些單波長合成為一組波長相近、間隔均勻的“合成波長鏈”。“合成波長鏈”是一個塔形結構，塔頂是高一級合成波，其波長長，塔底則是單波長。測量時，干涉儀以不同波長的激光工作，從長波開始，逐級下降，直至單波長。的測量結果是在各種波長干涉下的一組剩余相位，以此可推導出總測量長度，由于每次的測量值都是剩余相位，與測量過程無關，儀器因此不需要導向導軌。
