Il principio di funzionamento delle celle di carico miniaturizzate si basa principalmente sull'effetto deformazione. Quando il sensore è soggetto a una forza esterna, il suo elemento sensibile elastico interno subisce una minima deformazione meccanica. Questa deformazione provoca una corrispondente variazione della resistenza dell'estensimetro (piastra di deformazione) fissato o integrato nel corpo elastico. Il sensore utilizza tipicamente un design a ponte di Wheatstone (circuito a ponte intero) per convertire la variazione della resistenza dell'estensimetro in un segnale di uscita di tensione debole proporzionale alla forza applicata.
Con lo sviluppo della tecnologia dei sistemi microelettromeccanici (MEMS), la dimensione delle celle di carico in miniatura è stata notevolmente ridotta. La sua tecnologia di base si è estesa anche agli elementi di rilevamento piezoresistivi a semiconduttore, fabbricando piezoresistori su substrati di silicio utilizzando processi come l'impianto ionico e la deposizione di film sottile-. Inoltre, il design innovativo del substrato flessibile consente al sensore di adattarsi alle superfici curve per la misurazione.