המערכת האופטית של מד עכירות מורכבת ממנורת חוט טונגסטן, גלאי 90 מעלות לניטור אור מפוזר וגלאי אור משודר. מדי עכירות מודרניים כוללים עיצובי נתיבים אופטיים מגוונים, לרבות אלה המשתמשים בשיטות פיזור למדידת עכירות ועיצובי נתיבים אופטיים ייחודיים של 360 מעלות × 90 מעלות. המיקרו-מעבד של המכשיר מחשב את יחס האות מגלאי 90 מעלות וגלאי האור המשודר. טכניקת חישוב יחס זו מתקנת את ההפרעות הנגרמות על ידי צבעוניות ו/או חומרים סופגים (כגון פחמן פעיל) ומפצה על ההשפעות של תנודות בעוצמת האור, ומספקת יציבות כיול לטווח ארוך. עיצוב המערכת האופטי מפחית גם את אור הסחיפה, ומשפר את דיוק הבדיקה.
בנוסף למנורות חוט טונגסטן המסורתיות, מדי עכירות מודרניים משתמשים גם במקורות אור LED, מקורות אור אינפרא אדום (כגון אור אינפרא אדום קרוב- עם אורך גל של 880 ננומטר), ואפילו לייזרים כמקורות אור. מכשירים מסוימים משתמשים בעיצוב קרן כפול-, המפצה אוטומטית על שגיאות הנגרמות על ידי הנחתה של מקור האור, זיהום חלון אופטי וסחיפת טמפרטורה על ידי השוואת אות האור הנמדד עם אות האור הייחוס בזמן אמת. תכנונים אלה שואפים לשפר את דיוק המדידה, היציבות-לטווח ארוך והתאמה למגוון רחב יותר של תנאי מדגם.
