Det grunnleggende driftsprinsippet til en elektronisk energimåler (smartmåler) er avhengig av A/D-omformere eller dedikerte målebrikker for å utføre sanntids-innsamling av brukerstrøm og spenning. Disse signalene blir deretter analysert og behandlet av en CPU for å beregne forover- og bakoverenergi, topp- og{2}}peak-energi, eller fire-kvadrantenergi, og resultatene sendes ut via kommunikasjonsgrensesnitt, skjermer eller andre måter.
Strømsampling bruker vanligvis to forskjellige metoder: Måling av strømførende-ledningsstrøm bruker et mangan-kobbershuntelement, mens måling av nøytral-ledningsstrøm bruker et strømtransformatorelement.
Den grunnleggende arkitekturen til en komplett, multi-rate, multi-funksjonell helelektronisk energimåler består av omformere for innhenting av inngangsspenning og strømsignaler, en skjerm, et datakommunikasjonsundersystem, ikke-flyktig minne, en strømforsyning og en mikrokontroller innebygd med nødvendig driftsprogramvare.