Den grundläggande funktionsprincipen för en elektronisk energimätare (smart mätare) bygger på A/D-omvandlare eller dedikerade mätchips för att utföra-realtidsinsamling av användarström och spänning. Dessa signaler analyseras och bearbetas sedan av en CPU för att beräkna framåt- och bakåtenergi, topp- och lågenergi- eller fyra-kvadrantenergi, varvid resultaten matas ut via kommunikationsgränssnitt, bildskärmar eller andra sätt.
Strömsampling använder vanligtvis två distinkta metoder: Mätning av den strömförande-trådsströmmen använder ett mangan-kopparshuntelement, medan mätning av den neutrala-trådsströmmen använder ett strömtransformatorelement.
Den grundläggande arkitekturen för en komplett, multi-hastighet, multi-funktionell helelektronisk energimätare omfattar omvandlare för att hämta inspännings- och strömsignaler, en bildskärm, ett datakommunikationsundersystem, icke-flyktigt minne, en strömförsörjning och en mikrokontroller inbäddad med nödvändig operativsystem.