Принцип работы компенсатора в оптическом нивелире заключается в поддержании горизонтального положения визирной оси прибора при любом наклоне нивелира в пределах заданного диапазона. 12

Оптическая схема нивелира похожа на подзорную трубу. 1 Луч, пройдя через объектив, попадает на приёмную призму, которая преломляет его на подвешенное горизонтально зеркало. 1 Далее, отражаясь от зеркала, луч попадает на передающую призму, а от неё на окуляр и сетчатку глаза человека. 1 Приёмная и передающая призмы жёстко закреплены в корпусе компенсатора, который в свою очередь крепится к корпусу нивелира. 1 Зеркало, наоборот, свободно подвешено в компенсаторе на стальных нитях, конструктивно выполнено в виде маятника, и при наклоне прибора каждый раз стремится занять строго горизонтальное положение, тем самым корректируя оптический луч. 1

В компенсаторах с магнитным демпфером верхняя часть маятника выполняется из магнитных материалов, например, из стального сплава. 1 На некотором удалении от верхней части маятника в корпусе компенсатора встроен магнит, который и гасит колебания раскачивающего маятника. 1 Каждый раз в момент прохождения маятника мимо магнита, происходит его торможение — и так несколько раз до полной остановки маятника. 1 При этом изображение в поле зрения трубы нивелира полностью стабилизируется. 1

В компенсаторах с воздушным демпфером гашение колебаний происходит за счёт сопротивления воздуха, выходящего в узкую щель между двумя металлическими тарелками, входящими друг в друга. 1