Surface Forces Apparatus (SFA) 的核心能力体现在其极高的测量精度与灵活性。它能够以纳牛级（few nN）的灵敏度直接测量表面间作用力，并借助独特的 FECO 光学干涉技术实现惊人的 0.1 纳米（1 Å）距离分辨率，精准确定表面绝对间距、接触几何形状及吸附层厚度。设备通过精密的四阶控制机制来调节表面间距，其中压电控制精度达到 0.75 纳米/伏特，微电机控制速度则为 3 纳米/秒。SFA 2000 版本支持表面在三维空间（垂直、水平或任意方向）进行动态运动测量，而显微镜兼容版的 µSFA 则专注于垂直方向的动态研究。该仪器兼容多种分子级光滑的基底表面（如云母、二氧化硅、蓝宝石、聚合物），这些表面可进一步修饰各类功能涂层（如生物分子、金属、聚合物）。其环境适应性覆盖空气、蒸汽和各种液体（包括电化学溶液），µSFA 的腔体采用耐腐蚀的 316 不锈钢制造，并可选配温度监测与加热模块，为实验提供稳定的环境控制。

Surface Forces Apparatus 的核心价值在于其无与伦比的直接测量和原位可视化能力。它能够精准量化各种静态相互作用力，包括范德华力、静电力、疏水性作用、生物特异性结合（如配体-受体“锁钥”机制）以及毛细作用力等。在动态研究方面，SFA 实时测量摩擦、润滑行为（纳米流变学）、粘弹性响应，并借助附件（如压电双晶片滑块）实现高速剪切实验，覆盖广泛的速率范围。其标志性的 FECO 干涉技术是核心特色，不仅能实时以 0.1 纳米精度解析表面形变、薄膜折射率和吸附层厚度，更能直接“看到”分子尺度的接触点几何形态，这克服了原子力显微镜（AFM）等技术的间接测量局限。仪器的模块化设计提供了强大的扩展性，用户可轻松集成各种附件，例如用于电化学界面研究的电化学池（EC-SFA）、实现荧光显微成像与力测量同步的短工作距离组件（FL-SFA）、以及适用于生物样本的水下支架等。µSFA 版本特别设计用于集成到标准直立显微镜中，开创性地结合了 SFA 的力测量能力与荧光/FRAP 等先进显微技术。此外，专用的附件（如 3D Sense & Actuation）支持三维空间内的力与位移传感，而可变刚度弹簧台则允许在实验中灵活选择不同的弹簧劲度系数，以适应多样化的力学响应测试需求。