プローブプロファイルは、物理プローブを介してサンプル表面に接触し、高精度でミクロ形態を測定する。その核心原理は：プローブ（通常はダイヤモンド材質、曲率半径50 nm-25μmオプション）が試料表面を揺動する時、表面のミクロ凹凸はプローブに垂直変位を発生させ、変位センサ（例えば圧電セラミックスやレーザー干渉式）は機械変位を電気信号に変換し、増幅、フィルタ処理を経て三次元輪郭を再建する。この技術は0.1 nm級垂直分解能と0.05-0.2μm横分解能を実現でき、測定範囲は55 mmに達し、ウエハ薄膜の厚さ、金属表面の粗さなどのシーンに適している。