AOI自动光学检测的仪器系统包括照明系统、取像系统、机电控制系统、影像处理与分析等四大主要部分。
需要检测个工件，通常是在生产流水在线，通过AOI系统的光源照明，经过光学镜头，彩像系统获得初步的图像，在经过图像预处理、计算机通过给定的标准模板或者使用者需要量测要求图形，进行图像的处理，图像处理软件是处理核心，包括给定缺陷的判据、尺寸超标的定义等，AOI提供预先定义的检测窗口，使用者根据显示器上所看到的设定提示，进行参数设定，设定检测的每一种项目，设定判断标准。软件根据使用者的设置数据，在完成被测工件的检测，同时给出检测报告。
AOI检测设备已经渗透到我们生产生活的各个行业，从医疗卫生、半导体、电子印刷一直到LCD制造，凡是涉及自动化的地方几乎都能看到AOI设备，复合式影像三坐标是可以作为线上检测设备的