①前束、轴距差、推力角检测原理。
为提高测量精度，检测前，依四轮定位仪的类型常通过拉线或光线照射及反射等方式形成一封闭的直角四边形。检测时，应将车体摆正并使车轮处于直线行驶位置，通过安装在车轮上的传感器进行前束、轴距差、推力角的检测。安装在车轮上的传感器有不同的类型，现以光敏晶体管式传感器为例说明其检测原理。
安装在两前轮和两后轮上的光敏晶体管式传感器（又称定位校正头）均有光线的接收和发射（或反射）功能，在传感器的受光平面上等距离地将光敏晶体管排成一排，在不同位置上光敏晶体管接收到光线照射时，其光敏元件产生的电信号即可代表前束值（角）或左右轮轴距差或推力角的大小。
前束为零时，同一轴左、右车轮上传感器发射（或反射）出的光束应重合。当检测出上述两条光束相互平行但不重合时，说明左、右两车轮不同轴，车轮发生了错位，依据光敏晶体管发出的信息可测量出左、右轮的轴距差。
当左、右车轮存在前束时，在右轮传感器上接收到的光束位置会相对于原来的零点位置有一偏差值，该偏差值即表示左侧车轮的前束值或前束角；同理，在左轮传感器上接收到的光束位置相对于原来零点的偏差值，则表示右侧车轮的前束值或前束角。转向前轮和后轮前束的检测原理相同。
②车轮外倾角检测原理。
车轮外倾角可在车轮处于直线行驶位置时直接测得。在四轮定位仪上的传感器（定位校正头）内装有角度测量仪（如电子倾斜仪），把传感器装在车轮上，可直接测出车轮外倾角。
③主销后倾角和主销内倾角检测原理。
主销后倾角和主销内倾角不能直接测出，通常是利用转向轮转动时建立的几何关系进行间接测量。主销后倾角可利用传感器内的角度测量仪，通过转向轮内转一定角度和外转一定角度的两个位置时，测量转向轮平面倾角的变化量来间接测出。
④转向20°时前张角的检测原理。
检测前张角时，使被检车辆转向轮停在转角仪的转盘中心处，车轮处于直线行驶位置，转动转向盘使右转向轮向右转20°后，读取左转向轮下转盘上的刻度值λ1，则20°－λ1即为向右转向20°时的前张角；使左转向轮沿直线行驶方向向左转20°后，读取右转向轮下转盘上的刻度值λ2，则20°－λ2即为向左转向20°时的前张角。