Interferometrie werkt volgens het principe van golfinterferentie, waarbij coherente golven (meestal licht of radiogolven) worden gecombineerd om interferentiepatronen te creëren die kunnen worden geanalyseerd om informatie te verkrijgen over de bronnen of het medium waarmee ze reizen. Het fundamentele principe van interferometrie berust op de superpositie van golven, waarbij de resulterende intensiteit op elk moment wordt bepaald door de som van de amplitudes van de individuele golven en het faseverschil daartussen. Dit faseverschil, dat kan resulteren in constructieve of destructieve interferentie, is zeer gevoelig voor veranderingen in de lengte of kenmerken van het golfpad, waardoor interferometers parameters zoals afstand, golflengte, verplaatsing of oppervlakteprofiel met hoge precisie kunnen meten. Interferometrische technieken vinden toepassingen in de astronomie, optica, radar en andere velden die nauwkeurige metingen en analyse van golfeigenschappen vereisen.
Een heterodyne-interferometer werkt volgens het principe van heterodie, waarbij het betreffende signaal wordt gemengd met een referentiesignaal met een iets andere frequentie (vaak een lokale oscillator genoemd). Het belangrijkste principe achter heterodyment is het genereren van een zwevingsfrequentie die gelijk is aan het verschil tussen de frequenties van de twee signalen. In een heterodyne interferometer wordt deze zwevingsfrequentie gebruikt om fase-informatie uit het interferentiepatroon te extraheren. Door de zwevingsfrequentie te detecteren en te analyseren, kan de interferometer kleine faseverschuivingen met hoge precisie meten. Deze aanpak is bijzonder voordelig in toepassingen die uiterst nauwkeurige metingen van afstand, verplaatsing, trillingen of oppervlakteonregelmatigheden vereisen. Heterodyne-interferometers worden veel gebruikt op gebieden als metrologie, laservariatie, optisch testen en halfgeleiderinspectie, waarbij ze profiteren van de hogere resolutie en gevoeligheid die wordt bereikt door heterodying in vergelijking met directe detectiemethoden.