如果不想看这些数学推理过程，直接到文末看我举的例子。为了减少工作量，我在这里只选择精度为0.1mm的游标卡尺进行工作原理的分析；为了减小讲解的难度，我做如下理想化：被测物体的实际长度L为0.1mm的整数倍。
L=（0.1M）mm，M为正整数；表达式也可以写成
L=（m+0.1n）mm， m，n均为正整数；
游标卡尺是利用主尺刻度与游标尺刻度之间的差值实现对更小精度的测量读数的。如图，游标卡尺的主尺就如同我们平常用的小尺，分度值为1mm，而游标（以本图中精度为0.1mm的游标卡尺为例）上每一分格的刻度为0.9mm（游标分度值为0.9mm）。刻度0到刻度10共10分格，长度为9mm。
在讲解工作原理之前先复习一下游标卡尺的读数方法（以精度为0.1mm的游标卡尺为例）：在测量环节之后，先找到游标上的零刻度线，并找到‘’0‘’刻度线在主尺对应位置的前一条刻度线。一般情况下，游标‘’0‘’刻度线对应的位置都在主尺的两条刻度线之间，若游标的‘’0‘’刻度线刚好与主尺刻度线对齐则说明被测物体的长度刚好为1mm的整数倍，即表达式L=（m+0.1n）mm 中，n=0。一般n不等于0。
在找到对应的主尺刻度线后，我们便可以读出表达式L=（m+0.1n）mm中m的数值，记为m’，即被测物体实际长度整数部分的数值（以毫米作单位）。而主尺上的那根刻度线与游标‘’0‘’刻度线之间的距离便是（0.1n）mm。这里记这段距离为d。
那么如何得出n的数值呢？继续回顾刚才游标卡尺读数剩下的部分：在游标上从左至右找到第一根完全与主尺上的刻度线对齐的游标刻度线，并读刻度（也就是老师说的数出是第多少根游标刻度线与主尺刻度线对齐的），在这里，记刻度读数是n’。那么根据老师教我们的，读数等于主尺读数加0.1乘游标读数（注意单位是毫米哦）
L’=（m’+0.1n’）mm （读数）不考虑误差的话，读数L’等于实际长度L，即
（m’+0.1n’）mm=（m+0.1n）mm m=m’我想就不用证明了。下面证明n=n’，也即游标卡尺的工作原理：看图，从游标‘’0‘’刻度线前的主尺刻度线到后面那根对齐的主尺刻度线之间的距离可以分为两个部分：游标‘’0‘’刻度线前的主尺刻度线到游标‘’0‘’刻度线的距离d（前文已记），和游标‘’0‘’刻度线到后面一根对齐的主尺刻度线的距离，我们就记为e。
这里的e=（0.9n’）mm，游标分度值×刻度数
d+e等于什么？看主尺，d+e=（1×n’）mm，主尺分度值×刻度数非常值得关注的是， 游标刻度数与主尺刻度数是相同的（自己看图能想明白），因而两个表达式e=（0.9n’）mm，d+e=（1×n’）mm中的刻度数才都用n’表示。在我看来这是理解游标卡尺工作原理的关键。
d+e=（1×n’）
（0.1n）+（0.9n’）=（1×n’）得出
（0.1n）= （0.1n’）
n=n’
（m’+0.1n’）mm=（m+0.1n）mm得证下面我举个例子作感性描述：
本人身高171cm（被测物体实际长度值），一眼神不太好的人用米尺（对应游标卡尺中的主尺）给我量身高，他只能看的清160cm，170cm，180cm这样大的刻度而无法看见1cm这样小的刻度（对应人眼对0.1mm的分力不够）。那么怎么办？我自己锯了一段长9cm的小木条竖直放我头顶，妈耶！老子瞬间180cm，那个眼神不好的人便能看的见了，读出身高180cm，再用180cm—9cm=171cm，便得出我身高171cm。这个米尺在那个人手中的精度从10cm变成了1cm，只因我添了一个小木条（对应游标卡尺中游标的分度值）。知乎首答，还请各位多指正。}