Các bộ phận chính của thước cặp vernier là hàm bên ngoài, hàm bên trong, thang đo chính, thang đo độ sâu, đầu dò độ sâu và vít khóa. Tuy nhiên, tùy thuộc vào nhà sản xuất, đầu đo độ sâu có thể không được đính kèm với một số thước cặp vernier.
Một thước cặp vernier có thể đo trực tiếp khoảng cách giữa hai đầu với độ chính xác cao. Năm 1631, nhà toán học người Pháp Pierre Vernier đã phát minh ra "thang đo vernier" hiện đại. Thang đo vernier được xây dựng với các dấu cố định và cách đều nhau, là một phần cụ thể của đơn vị mà thang đo chính đang sử dụng. Thước cặp vernier sử dụng thang đo này để cho phép người dùng đo khoảng cách chính xác hơn so với cân thông thường. Khi đo bằng thước cặp vernier, trước tiên người dùng phải tìm số đọc của thang đo chính. Nếu số đọc nằm giữa hai dấu thang đo chính thì giá trị nhỏ hơn được lấy làm số đọc của thang đo chính. Tiếp theo, người dùng phải tìm xem dấu thang đo vernier nào được căn chỉnh với dấu thang chính và đó là cách đọc thang đo vernier. Để tìm số đọc thực tế, người dùng sau đó phải nhân số đọc thang đo vernier với hằng số vernier, được cung cấp bởi nhà sản xuất thước cặp và thường có thể được tìm thấy in trên thước cặp, sau đó cộng kết quả với số đọc thang đo chính . Về mặt toán học, đọc thực tế = đọc thang đo chính + (đọc thang đo vernier * hằng số vernier).
