积分球的作用是对辐射通量进行空间积分。针对特定应用，定制设计积分球时，了解积分球的工作原理非常重要。积分球理论是研究漫射表面内的辐射交换原理的一种理论方法。尽管积分球理论的基础理论可能看起来复杂，但实际上有许多简便易行的方法和技巧可以帮助您理解和学习。这个概念可以简述为：积分球表面两个区域之间的辐射度交换与视角和表面之间的距离无关，即积分球壁上任何一点接收到的通量的比例对于积分球壁上任何其他辐射点都是相同的。积分球体积的计算，是空间几何、向量分析中的经典问题。D50光源太阳光模拟器单色光源
将待测样品置于球壁或球心，把光束引入球内，并依次照射样品和球内壁的高漫反射涂层（或已知反射比的标准反射体），从样品及球内壁反射的光束，经球内多次反射后，在球壁产生的辐射照度与样品及球内初次被照面的反射比有关。在球内壁另一位置的探测器将分别产生两个输出信号，其比值即为样品反射比的一定测量。若用标准反射体，则探测器的两个输出信号比就是样品与标准反射体的反射比之比值，因此给出反射比的相对测量。将待测样品置于球壁或球心，把光束引入球内（或在入射孔处放一漫透射体），并在入射孔与样品之间用挡板屏蔽。进入球内的光束经多次反射后，使球壁成为一个理想的漫射光源。将探测器一次对准样品和球壁某部位测量，其比值就是样品的反射比。D50光源太阳光模拟器单色光源积分球内部光路的优化，提高了光线的利用率。
积分球是一种光学器件，其内部涂有漫反射材料，能够使入射的光线在球内壁发生多次漫反射，从而得到均匀的照明。积分球有多种用途，主要包括以下几个方面：光源光通量、色温、光效等参数的测量：积分球可用于测试光源的光通量、色温、光效等参数。其基本原理是光通过采样口被积分球收集，在积分球内部经过多次反射后非常均匀地散射在积分球内部。使用积分球来测量光通量时，可使得测量结果更为可靠，积分球可降低并除去由光线地形状、发散角度、及探测器上不同位置地响应度差异所造成地测量误差。反射率和透射率的测量：积分球可用于测量物体的反射率和透射率。通过将待测物体放置在积分球的出光口处，可以测量出该物体的反射光和透射光的比例，从而得到其反射率和透射率。色度测量：积分球可用于测量物体的颜色。通过测量待测物体在各种波长下的反射光的强度，可以得出该物体的颜色特性。均匀照明：积分球也可用作均匀照明器，为需要均匀照明的场所提供照明。
由于积分球较常用于稳态条件下，随着积分球涂层反射率的增加和开口端口面积比例的减小，产生稳态辐射度的反射次数越多。因此，积分球设计应尝试优化这两个参数，以获得较佳的辐射通量空间积分。图2是一个机器人成像系统的图像，用于通过积分球参考端口映射空间均匀性。涂层，在为积分球选择涂层时，必须考虑两个因素:反射率和耐久性。例如，如果有足够的光线，并且积分球将在可能导致积分球收集污垢或灰尘的环境中使用，则耐久性和可清洗的涂层是您的理想选择。积分球与高斯定律相结合，揭示了电磁场中球对称问题的解。
光源在球壁上任意一点上发生的光照度是由屡次反射光发生的光照度叠加而成的。这样，进入积分球的光经过内壁涂层屡次反射，在内壁上构成均匀照度。积分球常用于测验光源的光通量、色温、光效等参数，也可用于丈量物体的反射率和透过率等。较常见的积分球结构测色仪器为d/8结构，也有d/0结构。关于d/8结构测色仪，有两种丈量模式SCI和SCE；采用SCI丈量色彩能够有用的消除去物体外表纹路对色彩丈量的影响，进而取得物体的真实色彩特征。积分球的应用领域不断扩大，为光学测量提供了更多可能性。高动态范围辐射定标高光谱成像
积分球与材料科学结合，可以研究球状材料的力学性能，如篮球、高尔夫球等。D50光源太阳光模拟器单色光源
积分球在实验研究中有普遍的用途。其中一些应用包括:力学实验:积分球可以用于测量物体施加在它上面的力矩，用于研究物体的力学性质，如力的大小、方向和作用点等。力矩传感器:积分球所配备的传感器可以用于测量力矩，比如在机械工程中用于测量旋转部件的扭矩。姿态感知:积分球可以用于测量物体在空间中的姿态，如角位移和角速度等。这在航空航天、机器人和导航等领域中有着重要的应用。动态平衡:利用积分球的力矩测量功能，可以对旋转设备进行动态平衡，以提高其工作稳定性。D50光源太阳光模拟器单色光源
