模场直径可用下式表示：

式中为光纤端面距离光纤轴的距离；为光纤端面的光场强分布。在近场内通过一个放大光学装置（如显微成像系统）对光纤端面成像。稳定的基模光从待测光纤的端面输出后，经放大光学装置放大后成像到扫描探测器平面上，这里的光探测器是具有针孔的扫描光电探测器，也可以是高分辨率的电荷耦合器件等。在近场图上沿一经过模场中心的直线进行扫描，得到近场光强分布，将其带入上述公式即可测量出光纤的模场直径。

与远场扫描法相似，光纤端面输出的是稳定的基模分布，所以一样需要扰模器和包层模滤除器。近场成像虽背景杂散光很少，但仍需注意排除，成像系统的数值孔径应远大于待测光纤的数值孔径。