光学镀膜机由真空系统、蒸镀系统、冷却系统和电气系统组成，其中真空系统由真空罐和排气系统组成。真空罐是镀膜机的主体，镀膜过程就是在真空罐中完成的，通过连接阀将真空罐和排气系统相连。为了防止空气分子对溅射离子的影响、提高膜层的质量，在工作时，必须将光学元件和离子源置于真空环境中。排气系统主要由机械泵、罗茨泵和真空泵组成，负责排出真空罐内的气体、使罐内形成真空环境。蒸镀系统主要指成膜装置部分，镀膜机器的成膜装置有很多种，如电阻加热、电子枪蒸发、磁控溅射、射频溅射、离子镀等。
光学镀膜机通过真空溅射的方式在光学元件上涂镀薄膜， 以此改变元件对入射光线的反射率和透过率。同时，为了尽可能地减少元件表面的反射损失、提高成像质量，往往涂镀多层薄膜。光学元件镀膜后，光在多层膜层的表面进行多次反射和透射，形成多光束干涉，通过控制膜层的厚度和折射率，可以得到不同的强度分布。
利用这一原理可以制造偏振反光膜、彩色分光膜、冷光膜和干涉滤光片等，以满足更加复杂的需求。
光学镀膜机也有通过电子束蒸发方式，在光学元件上镀膜，以此达到要需要的反射率和透过率要求，光学镀膜机采用什么工艺，主要是看镀制的工件需要什么效果，镀制什么膜层，然后采用什么镀膜工艺。
