激光干涉重力梯度仪包含两套激光干涉型绝对重力仪系统。两套系统中均含有一套落体、托架和导轨，采用同一套电机伺服控制系统通过齿轮、齿条操控两个落体同时移动，保证其同步自由下落，整个装置中激光器、分光镜、反射镜、参考镜和光电接收器均为刚性连接。测量系统利用激光干涉原理，通过测定两个落体同步自由下落时相对于各自参考点的位置变化信息确定各自的重力加速度，进而通过差分计算得到测点的重力垂向梯度。由于双落体同步自由下落并共用伺服控制系统，且参考点及各个光学部件间进行刚性连接，差分测量将会消除由震动带来的测量误差，提高测量精度。此外，对光路及落体的位置稍加改进，也可以构造出对横向重力梯度进行测量的系统。原理如图所示。

激光干涉法重力梯度仪原理示意图

主要用于地球物理勘探及弱重力测量领域，如油气勘探、地质调查、实验室引力实验等。具有较大的测量范围，无须标定；采用差分测量消除振动噪声，系统较稳定，具有极高的灵敏度。但仪器笨重、体积较大、抗环境干扰能力较差，需要进行小型化设计。