最简单的紫外可见分光光度计为单光束光学系统，来自单色器的光穿过样品后到达检测器。这种简单的设计意味着所用的光学部件较少，可减小仪器尺寸并降低成本。
不过，在正式测量样品前必须测量基线或空白样品。在液体样品测量中，基线读数代表样品池和所用溶剂的吸光度。使用单光束系统时，基线和样品需要分开单独测量。这意味着，如果两次测量之间光强度或系统光学性能发生任何变化，就会影响到测量的准确性。对于耗时较长或空白易随时间发生变化的样品测量来说，准确性是一大问题。实际上这也意味着使用单光束系统进行测量时，在测量过程中应经常进行基线/空白测量。
很多分光光度计使用双光束光学配置，来自单色器的光被分为两束：参比光束和样品光束。通常使用光学元件(如具有镜面的旋转轮或者称为分束器的半镀银镜)进行分光。每束光均通过独立光路进入样品室。由于拥有两束相同波长的光，因此可以同时测量参比/空白和样品。这意味着样品测量可以实时校正任何仪器波动。这种实时校正可确保高度准确的测量结果。
具有两个检测器的双光束光学系统示意图
