O princípio operacional fundamental de um medidor eletrônico de energia (medidor inteligente) depende de conversores A/D ou chips de medição dedicados para realizar a aquisição-em tempo real da corrente e tensão do usuário. Esses sinais são subsequentemente analisados e processados por uma CPU para calcular energia direta e reversa, energia de pico e fora de pico ou energia de quatro{3}}quadrantes, com os resultados sendo emitidos por meio de interfaces de comunicação, telas de exibição ou outros meios.
A amostragem de corrente normalmente emprega dois métodos distintos: a medição da corrente do fio-energizado utiliza um elemento shunt de manganês-cobre, enquanto a medição da corrente do fio-neutro emprega um elemento transformador de corrente.
A arquitetura básica de um medidor de energia completo, multi{0}}taxa, multifuncional-totalmente eletrônico compreende conversores para aquisição de sinais de tensão e corrente de entrada, uma tela de exibição, um subsistema de comunicação de dados, memória não{2}}volátil, uma fonte de alimentação e um microcontrolador incorporado com o software operacional necessário.