Η θεμελιώδης αρχή λειτουργίας ενός ηλεκτρονικού μετρητή ενέργειας (έξυπνος μετρητής) βασίζεται σε μετατροπείς A/D ή αποκλειστικά τσιπ μέτρησης για την εκτέλεση-απόκτησης ρεύματος και τάσης χρήστη σε πραγματικό χρόνο. Αυτά τα σήματα αναλύονται στη συνέχεια και υποβάλλονται σε επεξεργασία από μια CPU για τον υπολογισμό της ενέργειας προς τα εμπρός και αντίστροφα, αιχμής και εκτός{2}}αιχμής ενέργειας ή ενέργειας τεσσάρων-τεταρτημορίων, με τα αποτελέσματα να εξέρχονται μέσω διεπαφών επικοινωνίας, οθονών προβολής ή άλλων μέσων.
Η δειγματοληψία ρεύματος χρησιμοποιεί συνήθως δύο διακριτές μεθόδους: Η μέτρηση του ενεργού ρεύματος-του καλωδίου χρησιμοποιεί ένα στοιχείο διακλάδωσης από μαγγάνιο-χάλκινο, ενώ η μέτρηση του ουδέτερου- ρεύματος καλωδίου χρησιμοποιεί ένα στοιχείο μετασχηματιστή ρεύματος.
Η βασική αρχιτεκτονική ενός πλήρους, πολλαπλών-ρυθμών, πολλαπλών- πλήρως ηλεκτρονικού μετρητή ενέργειας περιλαμβάνει μετατροπείς για την απόκτηση σημάτων τάσης και ρεύματος εισόδου, οθόνη οθόνης, υποσύστημα επικοινωνίας δεδομένων, μη-μη πτητική μνήμη, τροφοδοτικό και μικροελεγκτή ενσωματωμένο με το απαραίτητο λειτουργικό λογισμικό.