在各类生产活动中，精确地测量尺寸至关重要。游标卡尺作为一种不可或缺的测量工具，广泛运用于机械制造与加工领域，它能够精准地测量工件的内径、外径以及其他尺寸。尽管刻线直尺和卡尺早已存在，但直到1631年，法国数学家约尼尔·皮才发明了真正意义上的游标卡尺。在他的数学著作《新四分圆的结构、利用及特性》中，他详细阐述了游标卡尺的设计理念和运作机制，其姓氏“Vernier”也因此成为了游标卡尺英文名称的起源。
游标卡尺以其简洁的结构著称，主要由一根直尺和一个可滑动的游标组成。直尺上的刻度以一毫米为单位，而游标则被划分为10、20或50等分。例如，一个10等分的游标被称为十分度游标卡尺，以此类推。这些不同的等分设计使得游标的总刻线长度分别为9毫米、19毫米和49毫米，从而实现了0.1毫米、0.05毫米和0.02毫米的测量精度。要知道，一毫米已是非常小的单位，而在没有游标的情况下，人们仅能通过肉眼估计至0.5毫米的精度。因此，游标卡尺的出现极大地提升了测量的准确性。
游标卡尺之所以能实现如此高的精度，关键在于它与普通直尺的主要区别——刻度单位的不同。直尺的每一格代表一毫米，而游标的每一格则根据其等分值来确定，如10分度游标的每一格为0.9毫米，20分度为0.95毫米，50分度为0.98毫米。这种细微的差异正是游标卡尺精度的来源。通过累积主尺与游标之间的刻度差值，原本无法用刻度线表示的微小长度差异得以放大，进而可以被肉眼识别和读取。这种放大法不仅在游标卡尺中得到应用，还广泛存在于其他测量工具中，如螺旋测微器（千分尺）。
在实际使用中，以10分度游标卡尺为例，当量爪闭合时，主尺与游标的零刻度线对齐。从第1刻度线开始，两者间的差距逐渐增大，直至第10刻度线相差1毫米并与主尺的9毫米刻度线对齐。在读取测量结果时，首先确定游标零刻度线与主尺零刻度线之间的距离，然后找到与主尺刻度对齐的游标刻度，即可得到测量结果的小数部分。通常情况下，游标卡尺无需估读，因为主尺与游标刻度线总是能够准确对齐。
此外，随着技术的发展，除了传统的游标卡尺外，现在还出现了表盘式卡尺和电子数显式卡尺。其中，表盘式卡尺的测微原理与螺旋测微器类似，都采用了将直线转化为曲线的巧妙设计。
