Изобретение относится к области технологии тонких пленок, а точнее к области контроля толщины тонких металлических пленок, нанесенных на подложку из диэлектрика или иного материала, и может быть использовано в микроэлектронике и оптике. Сущность изобретения: в способе измерения толщины металлической пленки, включающем формирование ступенчатой структуры на поверхности пленки, высота которой равна толщине пленки, напыление на поверхность подложки со ступенькой слоя высокоотражающего металла и освещение пленки лучом лазера с известной длиной волны, ступенчатую структуру формируют из чередующихся непротравленных и протравленных на всю толщину пленки, вплоть до подложки, полос одинаковой ширины. Затем при облучении полученной рельефной структуры зондирующим лазерным пучком в полученной отраженной дифракционной картине проводят измерение мощностей дифрагированных пучков нулевого Р0 и первого P1 дифракционных порядков, после чего рассчитывают толщину исходной металлической пленки по определенной формуле. Технический результат: возможность измерения толщин пленки в диапазоне от минимальных толщин порядка десятков ангстрем до толщин порядка нескольких тысяч ангстрем.