照明，是自动影像测量仪测量过程非常关键的环节。好的照明方案对精准的测量出被测物体的各种数值有着举足轻重的作用。
在自动影像测量仪中，*主要的有以下三种照明方式：表面光照明、轮廓光照明和同轴光照明。表面光与轮廓光照明方式较为普通，而同轴光照明对于某些特殊工件的测量有着至关重要的作用。
轮廓光照明：轮廓光照明是将光源放置在物体的背面。这种照明方式与别的照明方式有很大不同，因为相机接收的不是反射光而是入射光，所以能够产生很强的对比度。应用轮廓光照明技术时，物体表面特征会丢失，但可以清晰地得到物体的轮廓信息。轮廓光源让透光和不透光的部分区分开来，透光的地方呈白色，不透光的地方呈黑色，这样取得一个黑白对比的图片。轮廓光很重要的一点就是需要保证射出的光为平行光，避免影响测量准确性。这是自动影像测量仪检测物体表面特征的关键之处。
同轴光照明：同轴光照明是与相机的轴向相同的方向的光照射到物体的表面。同轴光照明使用一种特殊的半反半透镜面，将光线反射到相机的透镜轴方向；对于反射光，半反半透镜面只让从物体表面反射并垂直于透镜的光线通过。同轴光源提供的这种照明技术对于实现扁平物体且有镜面特征的表面的均匀照明及深孔很有用。此外，此自动影像仪的这个技术还可以实现使表面角度变化部分高亮，因为不垂直于相机镜头的表面反射光不会进入镜头，从而造成表面较暗。