Механические характеристики полимерных плёнок имеют большое значение для их оптимизации, изготовления и применения, однако существующие методы в целом затрудняют эффективное измерение их толщины. Для этого в настоящей статье предлагается метод комплексной характеризации механических свойств полимерных плёнок с использованием интерференционной оптической когерентной томографии. Используя интерференционную оптическую когерентную томографию для высокочувствительного измерения полей смещения и сочетая с оборудованием для растяжения и сжатия плёнок, достигнута комплексная измерительная характеристика напряжения плёнок в направлении толщины на уровне меньше одного миллиметра. И, используя принципы упругости, можно соотносить модули упругости материала и коэффициент Пуассона со всего поля напряжения. С использованием системы измерения структурных плёнок полимера на основе интерференционной оптической когерентной томографии, мы в первую очередь описываем дополнительно однослойную образцовую плёнку из кремниевого каучука с толщиной 0,6 мм при нагружении напряжением и растяжением, и их модуль упругости равен 2,461 МПа, а коэффициент Пуассона 0,470. Затем были измерены общие напряжения плёнок нескольких слоев, изготовленные из силиконового каучука и стеклянного железа, и мы наблюдали механические различия в направлении толщины каждого слоя плёнки, измерены модуль упругости стекла железа 1,005 МПа, коэффициент Пуассона 0,450. С использованием метода, описанного в данной статье, можно измерять общее напряжение и локальное напряжение в направлении толщины стеклянной и силиконовой плёнок с точными измерениями на уровне микрометра, а затем получать модуль упругости и коэффициент Пуассона, тем самым можно реализовать чувствительное испытание механических свойств направления толщины плёнки. Это новый и эффективный способ изучения механических свойств материалов в тонких плёнках.