用于测定材料本身厚度或材料表面覆盖层厚度的仪器。有些构件在制造和检修时必须测量其厚度，以便了解材料的厚薄规格，各点均匀度和材料腐蚀、磨损程度；有时则要测定材料表面的覆盖层厚度，以保证产品质量和生产安全。根据测定原理的不同，常用测厚仪有超声、磁性、涡流、同位素等四种。
超声波测厚仪超声波在各种介质中的声速是不同的，但在同一介质中声速是一常数。超声波在介质中传播遇到第二种介质时会被反射，测量超声波脉冲从发射至接收的间隔时间，即可将这间隔时间换算成厚度。在电力工业中应用广的就是这类测厚仪。常用于测定锅炉锅筒、受热面管子、管道等的厚度，也用于校核工件结构尺寸等。这类测厚仪多是携带式的，体积与小型半导体收音机相近，厚度值的显示多是数字式的。对于钢材，大测定厚度达2000 mm左右，精度在±0.01～±0.1 mm之间。
磁性测厚仪在测定各种导磁材料的磁阻时，测定值会因其表面非导磁覆盖层厚度的不同而发生变化。利用这种变化即可测知覆盖层厚度值。常用于测定铁磁金属表面上的喷铝层、塑料层、电镀层、磷化层、油漆层等的厚度。
涡流测厚仪当载有高频电流的探头线圈置于被测金属表面时，由于高频磁场的作用而使金属体内产生涡流，此涡流产生的磁场又反作用于探头线圈，使其阻抗发生变化，此变化量与探头线圈离金属表面的距离（即覆盖层的厚度）有关，因而根据探头线圈阻抗的变化可间接测量金属表面覆盖层的厚度。常用于测定铝材上的氧化膜或铝、铜表面上其他绝缘覆盖层的厚度。
同位素测厚仪利用物质厚度不同对辐射的吸收与散射不同的原理，可以测定薄钢板、薄铜板、薄铝板、硅钢片、合金片等金属材料及橡胶片，塑料膜，纸张等的厚度。常用的同位素射线有γ射线、β射线等。