En sensor består huvudsakligen av tre delar: ett avkänningselement, ett omvandlingselement och en grundläggande omvandlingskrets. Avkänningselementet är sensorns kärnkomponent, kapabel att känsligt detektera det uppmätta objektet och reagera enligt ett specifikt förhållande. Omvandlingselementet är ansvarigt för att omvandla den uppmätta informationen som avkänns av avkänningselementet till kretsparametrar, såsom resistans, induktans och kapacitans, eller elektriska storheter, såsom spänning och ström. Den grundläggande omvandlingskretsen vidarebearbetar och omvandlar den elektriska signalen som matas ut av omvandlingselementet för att underlätta signalöverföring och bearbetning.
I vissa fall kan en sensor bara innehålla ett avkänningselement och ett omvandlingselement, och dessa två kan till och med kombineras till ett. Den enklaste sensordesignen består av endast ett avkänningselement (som också fungerar som ett omvandlingselement). Denna typ av sensor kan direkt mata ut en elektrisk storhet när den känner av ett uppmätt objekt, såsom termoelement, piezoelektriska kristaller och fotovoltaiska celler.