Lo strumento era un semplicissimo analizzatore di luce polarizzata (polariscopio) che sfruttava un sistema acromatico (Prisma per l'acromatismo) formato da due prismi, di cui uno birifrangente (Romboedro di Spato d'Islanda), per riconoscere lo stato di polarizzazione rettilineo di un raggio di luce che vi passava attraverso.

La luce che attraversa lo spato d'Islanda è polarizzata ovvero i due raggi che escono dal cristallo hanno caratteristiche particolari (sono polarizzati rettilinearmente su due piani ortogonali tra loro). Se la luce che colpisce il prisma birifrangente dello strumento era anch'essa polarizzata rettilinearmente, si osserva che, ruotando il tubo e guardandovi attraverso, vi erano quattro posizioni reciprocamente perpendicolari in cui si vedeva un solo cerchio luminoso anziché due che si intersecavano dovuti alla birifrangenza. Inoltre nelle posizioni intermedie la luminosità dei due cerchi era differente e mutevole con la rotazione del dispositivo.

Nelle quattro posizioni particolari si aveva un solo cerchio perché una delle due immagini non poteva trasmettersi: il cristallo birifrangente si comportava come una barriera insuperabile. Vi sono diversi strumenti ottici (Polariscopio di Biot) che sfruttano questo fatto per determinare gli assi ottici dei cristalli birifrangenti ovvero le direzioni per le quali si vede una sola immagine degli oggetti. Ad esempio, lo spato d'Islanda è un cristallo a un solo asse ottico.