直尺法
常用直尺、平尺等以光隙法和指示表法(見量規)等進行測量。也可使用直線度測量儀。直線度測量儀是一種利用直尺、以指示表法測量直線度誤差的長度測量工具。它以石英平尺的測量面作為已知平面與被測直線比較，通過電學式長度感測器、相應的電子部分和記錄儀等把被測截面的輪廓形狀記錄下來，或列印出直線度誤差。
光學準直法
利用光學準直望遠系統測量直線度誤差。準直望遠系統由準直光管和望遠鏡組成。由光源發出的光經十字分劃板1和物鏡1後,以平行光射出,再經望遠鏡中的物鏡2後會聚在位於其焦平面上的十字分劃板2上，通過目鏡讀數。如將望遠鏡和準直光管置於被測表面（例如導軌）上,當移動準直光管時,若其射出的十字線影像與分劃板2的十字線重合,則表示直線度好;如有偏離,則表示準直光管的光軸相對望遠鏡的光軸傾斜了一個角度□ 。將各個位置的偏離值經過數據處理後即可得到直線度誤差。套用光學準直原理測量直線度誤差的量儀稱為準直望遠鏡。它的準直光管內還裝有同心圓分劃板。望遠鏡內還裝有內調焦透鏡組和用於讀數系統的平行平板玻璃等。利用內調焦透鏡組重新調焦可使同心圓分劃板上的同心圓刻線成像在分劃板 2上。這樣，就可以測量兩光軸的偏移□(也有利用靶鏡代替準直光管測量的)。這種準直望遠鏡也可用於測量大型機器（如汽輪機）上的各支承孔的同軸度誤差。
光學自準直法 用自準直儀測量。將被測全長分成若干段,測出各段的傾斜角。通過作圖或計算求出直線度。
重力法
利用液體自動保持水平或重物自動保持鉛直的重力現象測量直線度。常用的量儀是水平儀，也有利用液體的水平面作為測量面與被測面比較來測量直線度誤差的。
直線法
利用鋼絲和雷射束等測量直線度。利用鋼絲測量車床導軌的直線度誤差時，移動溜板，可從安裝在溜板上的讀數顯微鏡中讀出導軌各點偏離鋼絲的數值。利用雷射束測量直線度誤差時，雷射束相當於鋼絲，四象限光電感測器和指示表相當於讀數顯微鏡，沿被測導軌移動滑塊，若四象限光電感測器中的 4個光電池所接收的光強信號相等，表示導軌直線度好；否則表示存在誤差。誤差大小可以直接從指示表中讀出。利用雷射束測量直線度誤差的測量工具稱為雷射準直儀。
其他方法
此外，還可以利用平晶、雷射干涉儀及其直線度測量附屬檔案測量直線度誤差，測量精確度很高。後者的測量精確度可達0.4微米/1000毫米。
現在很多工具機廠都用雷射干涉儀來測直線度，平面度，垂直度等等。
