是表面粗糙度测量仪的重要组成部分。起初人们利用标准样块或样件，通过对比方法如用手触摸或肉眼观察来进行表面粗糙度测量。随着测量技术发展，后来采用电感或电容测量技术或显微镜观察。此外还产生了接触式的机械触针法，以及非接触测量的光学法和电子显微成像等表面粗糙度检测方法。广义上讲，这些测量方法中转化表面粗糙度信号为可用信号的器件都可称为表面粗糙度传感器。

表面粗糙度传感器的测量是将表面粗糙度这种位置信号通过传感器转化为机械信号、电学信号或光学信号进行测量，利用的工作原理有电磁感应、压电效应、光电效应和光学成像等。

表面粗糙度测量传感器分为接触式测量和非接触式测量。接触式测量应用广泛，具有稳定性好、示数客观可靠、使用方便等特点，如压电传感器、电感传感器；非接触式测量具有效率高、适应恶劣环境、可用于在线检测和无损检测等特点，如光纤传感器、CCD传感器。

一般为机械触针测量。金刚石触针作横向移动时随着被测表面垂直起伏运动，传感器作为测量仪器中提取表面粗糙度信息的关键部件，其功能就是把测头微小垂直移动转换成相应比例的电信号并放大和运算处理，即可得到表面粗糙度参数值。国际上已围绕触针式表面粗糙度仪制定了一系列标准，如中国国家标准GB/T 6062—2009《接触（触针）式仪器的标称特性》，对触针式表面粗糙度仪的基本结构进行了详细定义。按照不同操作原理，主要有位置敏感型和速度敏感型。

①位置敏感型传感器输出与其位置成正比的信号，输出与测头移动速度无关，而与在允许垂直移动范围内的测头位置相关。如电感传感器，与电感式位移传感器原理相同，依据电磁感应原理将表面粗糙度位置变化转换为磁通量变化引起电感变化。

②速度敏感型传感器输出与测头移动的速度相关，测头不动时其输出为零。如压电式传感器，依据压电效应将表面粗糙度速度信号转换为压电元件感应电荷。

主要依靠光学和图像处理等技术手段实现。

①光学技术测量通过光学传感器将光信号转换为电信号。主要包括激光散斑法、光散射法、干涉法、聚焦法和激光衍射法等，分析得出物体的位移量，进而完成表面粗糙度的测量。

②图像处理技术测量常用CCD传感器摄取图像和电量转化，将该图像传送至处理单元，通过数字化处理，根据像素分布和亮度、颜色、形状等信息，选用有效的算法计算工件的表面粗糙度参数值。

表面粗糙度传感器常作为表面粗糙度轮廓仪的重要组成部分，可根据测量用途设计为普通传感器、刚性传感器、圆弧传感器、齿面传感器、小孔传感器和深槽传感器等，以适应不同种类的工件内外表面粗糙度测量。