Il sistema ottico di un torbidimetro è costituito da una lampada a filamento di tungsteno, un rilevatore a 90 gradi per il monitoraggio della luce diffusa e un rilevatore di luce trasmessa. I torbidimetri moderni presentano diversi design del percorso ottico, compresi quelli che impiegano metodi di diffusione per la misurazione della torbidità e design esclusivi del percorso ottico a 360 gradi × 90 gradi. Il microprocessore dello strumento calcola il rapporto del segnale dal rilevatore di 90 gradi e dal rilevatore di luce trasmessa. Questa tecnica di calcolo del rapporto corregge l'interferenza causata dalla cromaticità e/o dalle sostanze assorbenti (come il carbone attivo) e compensa gli effetti delle fluttuazioni dell'intensità della luce, fornendo stabilità di calibrazione a lungo-termine. Il design del sistema ottico riduce inoltre la deriva della luce, migliorando la precisione del test.
Oltre alle tradizionali lampade a filamento di tungsteno, i torbidimetri moderni utilizzano anche sorgenti luminose a LED, sorgenti luminose a infrarossi (come la luce del vicino-infrarosso con una lunghezza d'onda di 880 nm) e persino laser come sorgenti luminose. Alcuni strumenti utilizzano un design a doppio-raggio, compensando automaticamente gli errori causati dall'attenuazione della sorgente luminosa, dalla contaminazione della finestra ottica e dalla deriva termica confrontando il segnale luminoso misurato con il segnale luminoso di riferimento in tempo reale. Questi progetti mirano a migliorare l'accuratezza della misurazione, la-stabilità a lungo termine e l'adattabilità a una gamma più ampia di condizioni del campione.
