El principio operativo fundamental de un medidor de energía electrónico (medidor inteligente) se basa en convertidores A/D o chips de medición dedicados para realizar la adquisición en tiempo real-de la corriente y el voltaje del usuario. Posteriormente, una CPU analiza y procesa estas señales para calcular la energía directa e inversa, la energía pico y valle-la energía de cuatro-cuadrantes, y los resultados se emiten a través de interfaces de comunicación, pantallas de visualización u otros medios.
El muestreo de corriente normalmente emplea dos métodos distintos: la medición de la corriente-del cable vivo utiliza un elemento de derivación de manganeso-cobre, mientras que la medición de la corriente del cable neutro-emplea un elemento transformador de corriente.
La arquitectura básica de un medidor de energía completamente electrónico, completo, multi-velocidad, multifuncional-comprende convertidores para adquirir señales de voltaje y corriente de entrada, una pantalla de visualización, un subsistema de comunicación de datos, memoria no-volátil, una fuente de alimentación y un microcontrolador integrado con el software operativo necesario.