Unutarnji mikrometar je uređaj dizajniran za precizno mjerenje stvari kao što je unutarnji promjer rupa. Gdje se standardni mikrometar može koristiti za mjerenje vanjskog promjera vijka, unutarnji mikrometar može se koristiti za mjerenje unutarnjeg promjera matice. Postoji nekoliko dizajna za unutarnji mikrometar, iako svi obavljaju istu osnovnu funkciju. Svi mikrometri su dizajnirani za vrlo precizna mjerenja, ali sami mikrometri mogu biti mali ili prilično veliki. Svaki unutarnji mikrometar imat će i minimalni i maksimalni promjer koji može izmjeriti, tako da je uobičajeno pronaći unutarnje mikrometarske setove.
Postoji nekoliko dizajna unutarnjih mikrometara, iako su najčešći cijevni mikrometri i mikrometri s čeljustima. Cjevasti unutarnji mikrometar sastoji se od cilindrične cijevi koja se može postaviti u unutarnji promjer rupe ili prstena kako bi se precizno odredio promjer, ili između dvije paralelne površine za mjerenje udaljenosti između njih. Nakon što je cijevni mikrometar na mjestu, obično će postojati način da se cijev produži sve dok ne dođe u kontakt s obje strane unutarnjeg promjera onoga što se mjeri. Mikrometri tipa čeljusti općenito imaju jednu stacionarnu i jednu pomičnu čeljust postavljenu na cijev, s mogućnošću podešavanja pomične čeljusti duž duljine cijevi radi mjerenja.
Dostupni su i standardni i digitalni unutarnji mikrometri, pri čemu se oba oslanjaju na mehanizam za zavrtnje za prikaz vrlo točnih očitanja. Standardni mikrometri se mogu očitati ispitivanjem oznaka na cijevi i naprstku mikrometra, jer su vrlo male udaljenosti predstavljene jako uvećanim razmacima rotacije dok se naprstak okreće. Digitalni mikrometri rade na isti način kao i standardni mikrometri, ali će imati digitalno očitavanje na cijevi koje negira potrebu da se cijev i naprstak pregledaju za oznake razmjera i udaljenosti.
Jedinstvena značajka unutarnjih mikrometara je njihova sposobnost ne samo da vrlo precizno mjere male promjere i druge udaljenosti, već i da precizno mjere vrlo velike promjere i udaljenosti. U tu svrhu, unutarnji mikrometri mogu se naći u mnogim veličinama. Postoje i setovi koji uključuju jednu mjernu glavu i niz cijevi različitih duljina koje se mogu pričvrstiti na glavu. Ova vrsta seta može se koristiti za mjerenje širokog spektra unutarnjih promjera i raznih paralelnih površina bez potrebe za više mikrometara.