积分球是一个内壁涂有白色漫反射材料的空腔球体，又称光度球，光通球等。球内壁上涂以理想的漫反射材料，也就是漫反射系数接近于1的材料。常用的材料是PTFE或硫酸钡，将它和胶质粘合剂混合均匀后，喷涂在内壁上。光线由输入孔入射后，光线在此球内部被均匀的反射及漫射，因此输出孔所得到的光线为相当均匀的漫射光束。而且入射光的入射角度、空间分布、及极化皆不会对输出的光束强度及均匀度造成影响。也因为光线经过积分球内部的积分后才射出，因此积分球亦可当作一光强度衰减器。其输出强度与输入强度比约为：光输出孔的面积/积分球内部的表面积。积分球内部的涂层材料对光线的反射率有明显影响。Spectra-PT亮度可调辐射定标测试
积分球的基本性能很容易理解，并构成了其多功能性的基础。简单地说，积分球作为光收集器，收集的光可成为照明的光源，或者被采样用于光测量。作为辐射计或光度计的一部分，积分球可以直接测量来自灯、led或激光的辐射通量密度。积分球性能不断完善，其性能与组件和设计规格质量息息相关。一般而言，光学扩散片在小心使用下，可降低测量时因探测器上的入射光源不均匀分布或光束偏移所造成的微小误差，因此可以提高测量的准确性。但是在精密的测量时，就必须使用积分球作为光学扩散器使得上述的误差较小。Spectra-PT亮度可调辐射定标测试积分球常用于光度测量，可以通过测量球内的光强来确定光源的亮度。
积分球辐射度，入射到漫射表面上的光通过反射产生一个虚拟光源。从表面发出的光较好用它的辐射度来描述，即每单位立体角的通量密度。辐射度是一个重要的工程量，因为它可以预测光学系统在观察被照射表面时所能收集到的光通量的数量。对于积分球，辐射度推导考虑了入射到积分球内的光、积分球壁反射率、积分球表面积、光进行的多次表面反射以及通过开口端口的损失。进入积分球体的光通过初始反射几乎完全漫射。离开表面的一小部分光到达另一个表面区域并被漫反射，依此类推。这种辐射度交换一次又一次地发生，直到它在空间上整合。
这种辐射度交换一次又一次地发生，直到它在空间上整合。入射到整个积分球体表面的总通量的n次反射的交换可以用幂级数来建模，并简化为一个简单的辐射方程:式中Φ为入射到积分球内的光，As为积分球壁面积，p为积分球壁反射率，f为开口端口面积占比。简化的辐射度方程可用于模拟光和LED测量应用的光学效率。这些应用包括用于激光表征的光学衰减，进入光纤或安装在积分球体上的探测器表面的通量，用于图像传感器的光谱辐射度和用于非成像光学传感传感器的光谱辐照度，或积分球体应用所需的其他许多辐射和光度参数。积分球的设计精巧，为光学测量提供了理想的解决方案。
测量与光束空间性质无关的光功率的积分球。常用的积分球结构测色仪有 d/8结构和 d/0结构。d/8结构色度仪有两种测量模式 SCI和 SCE;(详见此处)，利用 SCI进行颜色测量可以有效地消除物体表面纹理对颜色测量的影响，从而获得物体的真实色彩特征。除了测量的目的，积分球还可以均匀照射一个装置。这在测试数字成像装置时非常重要（例如CCD阵列）。理想情况下，在积分球内表面的涂层在需要的波长范围内都具有很高的反射率，并且反射为漫反射。如果积分球和小端口处的光学损耗很小，多次反射会导致在积分球内部具有很高的光强，从而具有很高的光学效率，即使积分球比光源和探测器的尺寸都大。积分球体积的计算，是空间几何、向量分析中的经典问题。可变光谱输出均匀光源焦平面阵列
积分球在医学领域，如CT扫描、放射性的药物分布等，具有广泛应用。Spectra-PT亮度可调辐射定标测试
空间集成，对实际积分球内部辐射度分布的精确分析取决于入射光通量的分布、实际积分球设计的几何细节和积分球涂层的反射率分布函数，以及安装在开口端口或积分球内部的每个设备的表面。较佳空间性能的设计准则是基于较大限度地提高涂层反射率和相对于所需的开口端口和系统设备的积分球直径。反射率和开口端口比例对空间积分的影响可以通过考虑达到入射到积分球表面的总通量所需的反射次数来说明。经过n次反射后产生的辐射度可以与稳态条件下相比较。Spectra-PT亮度可调辐射定标测试
