Přístroj Zetasizer Ultra využívá metodu Dynamického rozptylu světla (DLS z anglického Dynamic light scattering) a Elektroforetického rozptylu světla (ELS z anglického Electrophoretic light scattering) ke stanovení velikosti částici (od 1 nm do 10 μm) a elektrokinetického potenciálu, tzv.  Zeta potenciálu, který může sloužit k určení stability koloidního systému. Přístroj disponuje He laserem o vlnové délce 633 nm. Technikou Non-Invasive Back-Scatter (NIBS) je dosaženo zvyšení citlivost a univerzálnost stanovení velikosti. Kromě Back-scatter detektoru operujícího v úhlu 173°, disponuje přístroj dalšími dvěma detektory, Side-scatter 90° a Forward-scatter 13°. Toto rozšíření implementuje technika Multi-Angle Dynamic Light Scattering (MADLS). MADLS dovoluje stanovení koncentrace částic, v počtu částic na objem, a dále zvyšuje citlivost a rozlišení měření. Rozsah měřitelných koncentrací se pohybuje, v závislosti na charakteru vzorku, od 1∙10¹³ do 1∙10⁸ částic/ml. Minimální koncentrace pro optimální MADLS analýzu je, v závislosti na charakteru vzorku, 1 mg/ml, pro NIBS analýzu činí minimální koncentrace 0,1 mg/ml. Dále je pro NIBS k dispozici fluorescenční filtr umožňující měření fluorescenčních vzorků a kapilární kyveta s minimálním měřitelným objemem 3 μl. Pro měření Zeta potenciálu je minimální koncentrace vzorku 1 mg/ml, a k dispozici je jednorázová kyveta o minimálním objemu 700 μl.