Um medidor de eletricidade pré-pago com cartão IC compreende várias seções estruturais e componentes, incluindo uma unidade de medição de energia, uma unidade de interface de cartão IC, uma unidade de processamento de dados e uma unidade de interface de comunicação. A unidade de medição de energia normalmente consiste em um chip de medição de energia, transformadores de corrente, transformadores de tensão e circuitos de filtragem. A unidade de interface de cartão IC geralmente compreende um slot de cartão IC, um circuito de leitura-de gravação de cartão IC e uma unidade de processamento de dados.
A unidade de processamento de dados normalmente consiste em um microprocessador, memória e um display. Atuando como o “cérebro” do medidor inteligente, o microprocessador é responsável por processar os dados amostrados, gerenciar a exibição e facilitar a troca de fluxos de dados externos. As principais soluções MCU incluem as séries S08MZ, S08GW, MCF51EM e Kinetis K30 da Freescale; Séries STM8L e STM32 de baixa{6}}potência da STMicroelectronics; e a série MSP430 da Texas Instruments. Os medidores inteligentes geralmente integram um módulo de segurança ESAM para garantir a segurança dos dados.
A unidade de interface de comunicação normalmente consiste em um módulo de comunicação e circuitos de interface associados. As soluções de comunicação abrangem métodos com fio,-como RS-485 ou Power Line Communication (PLC),-bem como métodos sem fio, como comunicação celular 4G e NB-IoT (Narrowband Internet of Things). Para esquemas de modulação de portadora, como OFDM e S{8}}FSK, vários fabricantes oferecem chips dedicados - exemplos incluem MC13260 da Freescale e ST7590 da STMicroelectronics. As soluções sem fio são predominantemente baseadas na tecnologia ZigBee, exemplificada pelas séries MC13202 e MC1322x da Freescale.