Суть методу базується на вимірюванні зміни частоти кварцу при осадженні на нього тонкої плівки. Пристрій для вимірювання товщини складається із кварцового генератора, кварцового еталона частоти, вимірника частоти (типу Ч3-34А), самозаписувача, стабілізатора температури кварцового кристала генератора. Кварцовий кристал встановлюється в тримачі так, що одна спеціально зрізана грань залишається відкритою для потоку атомів випаровуваної речовини. Конденсація плівки зменшує резонансну частоту порівняно з опорною частотою (~1Гц) прямо пропорційно масі сконденсованої речовини
У зв'язку з тим, що частота змінюється при нагріванні або охолодженні, застосовують охолодження тримача кристала проточною водою.
Вибір частоти залежить від діапазону товщин плівок. При вимірюванні малих значень товщини слід використовувати більш чутливі високочастотні кварци. Але якщо діапазон товщин широкий, то для забезпечення лінійності кривої градуювання краще брати кварци з малою частотою.
Автори із власного досвіду знають, що розглянутий метод вимірювання товщини надзвичайно складний для практичного втілення. Основні його недоліки пов'язані з непередбачуваною поведінкою частоти кварцу та необхідністю його градуювання. Для побудови кривої градуювання необхідно користуватися прямими методами вимірювання товщини. Із розглянутого вище випливає, що до таких методів належать мікрозважування і методи оптичної інтерференції.