Ο έξυπνος μετρητής είναι μια προηγμένη συσκευή μέτρησης που χρησιμοποιεί σύγχρονες τεχνολογίες επικοινωνίας, υπολογιστών και μετρήσεων για τη συλλογή, ανάλυση και διαχείριση δεδομένων ηλεκτρικής ενέργειας. Η θεμελιώδης αρχή ενός έξυπνου μετρητή περιλαμβάνει τη στήριξη σε μετατροπείς A/D ή αποκλειστικά τσιπ μέτρησης για την εκτέλεση δειγματοληψίας σε πραγματικό χρόνο του ρεύματος και της τάσης ενός χρήστη. Στη συνέχεια, αυτά τα δεδομένα αναλύονται και υποβάλλονται σε επεξεργασία από μια κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU) για τον υπολογισμό της κατανάλωσης ενέργειας προς τα εμπρός/πίσω, αιχμής/απενεργοποίησης-αιχμής ή τεσσάρων-τεταρτημορίων. Τέλος, τα δεδομένα υπολογισμένης κατανάλωσης ενέργειας και άλλες σχετικές πληροφορίες εξάγονται μέσω διεπαφών επικοινωνίας, οθονών προβολής ή άλλων μηχανισμών εξόδου.
Η σύνθεση και οι αρχές λειτουργίας των ηλεκτρονικών έξυπνων μετρητών διαφέρουν σημαντικά από εκείνες των παραδοσιακών μετρητών ενέργειας επαγωγής-.
Οι μετρητές επαγωγικού-τύπου αποτελούνται κυρίως από εξαρτήματα όπως δίσκους αλουμινίου, πηνία ρεύματος και τάσης και μόνιμους μαγνήτες. Ο μηχανισμός μέτρησής τους βασίζεται στην αλληλεπίδραση μεταξύ των πηνίων ρεύματος και των δινορευμάτων που προκαλούνται μέσα στον περιστρεφόμενο δίσκο αλουμινίου. Αντίθετα, οι ηλεκτρονικοί έξυπνοι μετρητές κατασκευάζονται κυρίως από ηλεκτρονικά εξαρτήματα. Η αρχή λειτουργίας τους περιλαμβάνει πρώτα την εκτέλεση δειγματοληψίας σε πραγματικό χρόνο-της τάσης και του ρεύματος τροφοδοσίας του χρήστη. Στη συνέχεια, ένα εξειδικευμένο ολοκληρωμένο κύκλωμα μέτρησης ενέργειας επεξεργάζεται αυτά τα δειγματοληπτικά σήματα τάσης και ρεύματος, μετατρέποντάς τα σε έξοδο παλμού ευθέως ανάλογη με την ηλεκτρική ενέργεια που καταναλώνεται.
Τέλος, ένας μικροελεγκτής επεξεργάζεται και ελέγχει αυτά τα δεδομένα παλμού, μετατρέποντάς τα σε μια εμφανιζόμενη τιμή που αντιπροσωπεύει τη συνολική κατανάλωση ενέργειας και διαχειρίζεται την έξοδό του.
Συνήθως, ο αριθμός των παλμών που παράγονται από τον μετατροπέα A/D για κάθε κιλοβατώρα (kWh) ενέργειας που μετράται από έναν έξυπνο μετρητή αναφέρεται ως "σταθερά παλμού". Για τους έξυπνους μετρητές, αυτή είναι μια κρίσιμη παράμετρος, καθώς η ποσότητα των παλμών που παράγονται από τον μετατροπέα A/D μέσα σε μια δεδομένη μονάδα χρόνου καθορίζει άμεσα την ακρίβεια μέτρησης της συσκευής.