光测量单元围绕非常特定的空间响应定义。如果要实现测量精度，精心设计的输入光学系统是必不可少的。

几何光学的两个定律直接适用于辐射测量和光度测定：平方反比定律和余弦定律。

平方反比定律定义了来自点源的辐照度与到测量表面的距离之间的关系。它指出每单位面积的强度与源和表面之间的距离的平方成反比变化。

换句话说，如果在1米处测量16 W /cm²，则在2米处测量4 W /cm²，并且可以计算任何其他距离处的辐照度。有效插值需要定义良好的测量平面和近似点源。

在辐射测量（W /cm²/ sr）中，具有窄视角的探测器观察到更大，均匀的区域源，探测器看到的源区域随着探测器移动得更远而增加，抵消了平方反比定律，使读数与距离无关。

辐射度测量对于表征大面积光源（如CRT和背光显示器）或漫射均匀照明表面非常有用。

余弦定律是指表面上的辐照度与入射角之间的关系。强度与反射角的余弦成比例地下降，因为随着角度增加，有效表面积减小。

辐照度和照度检测器，尤其是具有限制偏角光的滤光器的检测器，需要进行余弦校正，以正确量化来自所有角度的光。不完全余弦响应是完全沉浸式应用中*大的误差源之一。

光测量中有许多应用需要专门的输入光学器件。例如，必须扩散强激光束，使得窄光束不会使接收器局部饱和。许多高强度紫外光源需要耐高温的远程光学元件，以提供余弦空间响应和侧视。