常用的二色镜是冰洲石二色镜，它由玻璃棱镜、冰洲石菱面体、透镜、透光窗口和目镜等部件组成。冰洲石具有极强的双折射，双折射率为0.172,它能将一束光分解成两条偏振光线。冰洲石菱面体的长度设计成正好可使小孔的两个图像在目镜里能并成像。当观察具多色性的宝石时，冰洲石二色镜将透过宝石的两束偏振化色光再次分解，使两束偏光的颜色并排出现于窗口的两个影像中，就可以看到不同的颜色了。
二色镜的结构示意图A 冰洲石菱面体 B 玻璃棱镜 C 透镜 D 窗口
由于宝石多色性在垂直光轴方向最明显,而平行光轴方向不显多色性,因而在使用仪器观察时要从不同方向观察,具体操作应注意以下要点：光源：二色镜要求使用非偏振的白光作光源。合适光源有:日光，白炽灯和日光灯等。使用日光灯时，应避免使用日光灯边缘部分的光线。 操作步骤：a）将样品置于小孔前，样品尽量靠近小孔（不超过5mm），以防样品的表面反射光进入小孔b）将较强的白光光源（阳光或白炽灯均可）通过样品，使经过样品的光进入小孔c）边观察边转动二色镜，注意两个窗口的颜色变化d）转动样品，从各个方向上观察 现象与结论a）始终只出现一种颜色，样品为各向同性（均质体宝石）b）出现两种颜色，样品为各向异性（非均质体宝石）c）出现三种颜色，样品为二轴晶（非均质体宝石） 多色性级别与描述——从强度、颜色两个方向描述 强度通常分为四级：a、强，一般肉眼能看见多色性，如堇青石、红柱石b、明显，肉眼难以观察，但在二色镜中多色性明显，如蓝宝石c、弱，二色镜中可见多色性，但不明显：紫晶、橄榄石d、无，二色镜下不能观察到多色性，尖晶石、石榴子石
1、区分单折射与双折射宝石：验证异常消光 明显多色性：非均质体宝石2、区分部分一轴晶宝石与二轴晶宝石如紫晶：二色性，弱，紫／浅紫 堇青石：强，紫／蓝／黄褐 注：只有明确看到三色性，才能确定为二轴晶3、确定宝石的最佳颜色方向，为加工服务
参考下图：
（1）样品必须是透明到半透明有色单晶宝石，玉石不可测及没有颜色的宝石不可测。
（2）光源应为白光，可用灯光或太阳光。绝不能用单色光、偏正光。
（3）使用时，须用透射光，不能用反射光。眼睛和宝石都要与二色镜相距很近，一般不超过5mm。
（4）在样品的某一位置上，转动二色镜观察时，两个窗口的颜色互换，才是多色性的表现，若两个窗口颜色不同，但转动二色镜时并无交换变化现象，则可能是另外进入偏光引起的。
（5）不要将色带造成的颜色不均匀看成多色性（如紫晶、蓝宝石等）。
（6）观察时，转动宝石或二色镜从三个以上方向观察，这可避免沿非均质体的光轴方向进行观察，而看不到多色性的情况发生。
（7）是三色性的宝石，其三种颜色在不同方向上显示，从一个方向上观察，只能看到两种颜色。
（8）宝石多色性强弱与双折射率的大小无关，如：橄榄石（弱） 堇青石（强）。
（9）对弱多色性的宝石应持怀疑态度，如不能肯定测试结果，则应选择其他方式验证。
（10）宝石的多色性观察仅是一种宝石鉴定的辅助性手段。必须结合其他鉴定仪器才能准确地得出结论。
（11）不要将宝石直接放在光源上，部分宝石受热后多色性可发生变化。