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。积分球的内壁材料能够将光线均匀地反射到球内各个方向，实现光的均匀分布。B光源积分球标准光源
但是无论是测透射还是测反射，具有各向异性的样品光束在积分球体内进行全方面的漫反射,然后一个被平均化了的光信号被置于积分球底部(或上部)的光电倍增管接收并加以进一步的放大。这就是积分球检测器的简单放大原理。这种积分球检测器的优点是克服了传统的单一使用光电倍增管作为检测器所产生的弊病，对于不同的样品光束的形状则无需再加考虑了，使光电倍增管的光电面接受的光束形状和位置几乎一致，较终使测试精度得以提高了。为获得较高的测量准确度，积分球的开孔比应尽可能小。开孔比定义为积分球开孔处的球面积与整个球内壁面积之比。光谱辐照度积分球应用积分球的使用，极大地提高了光学测量的效率和准确性。
积分球是一个内壁涂有白色漫反射材料的空腔球体，又称光度球，光通球等。 球壁上开一个或几个窗孔，用作进光孔和放置光接收器件的接收孔。积分球的内壁应是良好的球面，通常要求它相对于理想球面的偏差应不大于内径的0.2%。球内壁上涂以理想的漫反射材料，也就是漫反射系数接近于1的材料。常用的材料是氧化镁或硫酸钡，将它和胶质粘合剂混合均匀后，喷涂在内壁上。氧化镁涂层在可见光谱范围内的光谱反射比都在99%以上，这样，进入积分球的光经过内壁涂层多次反射，在内壁上形成均匀照度。
挡板，一般来说，进入积分球的光不应直接照射探测器元件或探测器收集直接反射率的球壁区域。为了达到这一目的，在积分球设计中经常使用挡板。然而，由于该装置不是一个完美的积分球，挡板会导致测试结果不准确。入射到挡板上的光不能均匀地照亮积分球的其余部分。建议在球体设计中尽量减少挡板的数量。应用，任何应用的积分球的设计都涉及一些基本参数。这些包括基于积分球端口开口和外部设备的数量和尺寸选择较佳积分球直径。在选择积分球内部涂层的过程中，应考虑光谱范围和性能要求。还应考虑使用挡板来控制入射辐射度和探测器视场，以及使用辐射度测量模型来确定积分球与探测系统的耦合效率。积分球的设计巧妙，通过多次反射使光线混合均匀。
积分球配置的选择：除了考虑积分球尺寸、内部漫反射涂层以外，积分球配置也是选配积分球系统的关键且*具挑战的参数之一。积分球开口数目和探测器开口数目多少？例如有的积分球设有18个开口端。是否内部配置挡板，如果需要，挡板尺寸多大？挡板防止直接光源的光饱和或损坏探测器，必须尽可能小，以减少阴影。在高发散激光二极管测量中，可以消除挡板，并且探测器移动到靠近入口端口的位置，以消除头一个光热点，并较大限度地减少饱和或损坏光电二极管的可能性。通过积分球，可以计算地球表面到地核的地震波传播，为地震学研究提供帮助。智能手机红外传感器均匀光源应用
在光学成像系统中，积分球起到了关键的光源调节作用。B光源积分球标准光源
积分球经常被用来检测光源的光通量、色温、光效等参数，还可以测量反射率、透光率等。积分球是一个空心球，具有漫反射的内表面，通常具有两个或多个小开口来引入光或者链接光电探测器，还有一些挡板来阻止光源直接照射到探测器上。这种结构会使光进入探测器前发生多次漫反射，因此到达探测器的光通量非常均匀，几乎由于光在空间或者偏振的特性无关：探测光功率只与总的入射光功率有关。这样可以测量激光二极管总的输出功率，即使在光束发散角很大的情况下。B光源积分球标准光源
