Det optiske system af et turbidimeter består af en wolframglødelampe, en 90 graders detektor til overvågning af spredt lys og en transmitteret lysdetektor. Moderne turbidimetre har forskellige optiske vejdesigns, herunder dem, der anvender spredningsmetoder til turbiditetsmåling og unikke 360 grader × 90 graders optiske vejdesigns. Instrumentets mikroprocessor beregner signalforholdet fra 90 graders detektoren og detektoren for transmitteret lys. Denne forholdsberegningsteknik korrigerer for interferens forårsaget af kromaticitet og/eller absorberende stoffer (såsom aktivt kul) og kompenserer for virkningerne af lysintensitetsudsving, hvilket giver langtidskalibreringsstabilitet.- Det optiske systemdesign reducerer også driftlys, hvilket forbedrer testnøjagtigheden.
Ud over traditionelle wolframglødelamper bruger moderne turbidimetre også LED-lyskilder, infrarøde lyskilder (såsom nær-infrarødt lys med en bølgelængde på 880 nm) og endda lasere som lyskilder. Nogle instrumenter anvender et dobbelt-stråledesign, der automatisk kompenserer for fejl forårsaget af lyskildedæmpning, optisk vindueskontamination og temperaturdrift ved at sammenligne det målte lyssignal med referencelyssignalet i realtid. Disse designs har til formål at forbedre målenøjagtigheden,-langtidsstabilitet og tilpasningsevne til en bredere vifte af prøveforhold.
