Найбільш простий підводний прилад який вимірює глибину — капілярний глибиномір. Принцип його дії нескладний: по периметру дисковидного корпусу розташована прозора трубка, герметично запаяна з одного боку і сполучена з навколишнім середовищем невеликим отвором — з іншого. При зануренні в трубці залишається повітря, яке стискається водою, яка надходить через отвір. Ступінь стиснення повітря пропорційна глибині, а межа повітря з водою показує глибину занурення на спеціально розміченій шкалі, нанесеній на корпусі глибиноміра. Вона нелінійна — це з очевидністю випливає з закону Бойля — Маріотта.

Незручність капілярного глибиноміра — складність зняття показань, особливо в умовах поганої видимості води або темряві. Переважна більшість сучасних глибиномірів забезпечені мембранним механізмом: мембрана розділяє два об’єми: внутрішню камеру глибиноміра, заповнену повітрям, яка має на поверхні тиск 1 атм. і навколишнє середовище. Коли тиск зовні збільшується, мембрана прогинається і штовхає шток; його рух передає на стрілку приладу зубчастий механізм. Круглий циферблат приладу має шкалу, розмічену від 0 до 50, 100 або більше метрів, лінійну або нелінійну. Останній варіант підвищує точність зняття показань на невеликих глибинах і зменшує — на великих. Це зроблено заради зручності витримування рівня зупинки безпеки або декомпрессионной зупинки, які припадають на невеликі глибини.

Шкали аналогових глибиномірів відкалібровані для прісної води. За рахунок різниці в щільності тиск на одній і тій же глибині в солоній воді вище, ніж у прісній. Це означає, що всі аналогові глибиноміри в морській воді показують глибину, трохи більшу реальної. Помилка не велика — у воді океанської солоності вона становить приблизно 35 см на кожні 10 метрів глибини.

Переважна більшість сучасних глибиномірів мають додаткову стрілку, розташовану на одній осі з основною. Основна стрілка зачіпляє додаткову при русі «вгору» за шкалою, тобто з ростом глибини, і не змінює її положення, коли йде вниз. Таким чином, глибиномір не тільки показує поточну глибину, але й відзначає максимальну. Повернення додаткової стрілки у вихідне положення здійснюється вручну поворотом голівки на верхній поверхні глибиноміра.