Osnovni princip rada elektronskog mjerača energije (pametnog mjerača) oslanja se na A/D pretvarače ili namjenske mjerne čipove za obavljanje-prihvatanja struje i napona korisnika u stvarnom vremenu. Ovi signali se naknadno analiziraju i obrađuju od strane CPU-a kako bi se izračunala energija naprijed i nazad, vršna i van-vršna energija, ili četiri-kvadranta energija, pri čemu se rezultati emituju putem komunikacijskih interfejsa, ekrana ili drugih sredstava.
Uzorkovanje struje obično koristi dvije različite metode: Mjerenje struje-žične žice pod naponom koristi mangan-bakarni šant element, dok mjerenje struje neutralne-žice koristi element strujnog transformatora.
Osnovna arhitektura kompletnog, više-brzinskog, više-funkcionalnog potpuno elektronskog mjerača energije sastoji se od pretvarača za prikupljanje signala ulaznog napona i struje, ekrana, podsistema za prijenos podataka, nepostojeće memorije, napajanja i mikrokontrolera koji je ugrađen sa potrebnim operativnim softverom.