Czujniki z belką wspornikową mają konstrukcję-podobną do belki, której jeden koniec jest nieruchomy, a drugi wolny. Kiedy na wolny koniec lub belkę zostanie przyłożona siła zewnętrzna, belka wspornikowa ugnie się i odkształci. Czujnik wykrywa to minimalne odkształcenie lub wynikającą z niego zmianę powiązanych wielkości fizycznych i przekształca je w mierzalny sygnał elektryczny, wykrywając w ten sposób zmierzoną wielkość. Jego działanie obejmuje zazwyczaj cztery podstawowe etapy: zastosowanie mierzonej wielkości, odkształcenie wiązki, konwersję wielkości fizycznej i konwersję sygnału.
W zależności od metody konwersji wielkości fizycznej, powszechnie stosowane zasady wykrywania/detekcji obejmują piezorezystancyjne, piezoelektryczne, optyczne, pojemnościowe i rezonansowe. Czujniki piezorezystancyjne integrują lub mocują tensometry u nasady belki wspornikowej; rezystancja zmienia się, gdy wiązka zgina się, a zmiana ta jest przekształcana na napięcie wyjściowe za pośrednictwem obwodu mostka Wheatstone'a. Czujniki piezoelektryczne wykorzystują materiały piezoelektryczne, które pod wpływem siły generują ładunek lub napięcie. Do wykrywania deformacji czujniki optyczne wykorzystują ugięcie wiązki, interferometrię optyczną lub światłowodowe siatki Bragga. Czujniki pojemnościowe wykrywają zmiany pojemności spowodowane zmianami odstępu między płytami w wyniku odkształcenia wiązki. Czujniki rezonansowe wykrywają zmianę częstotliwości rezonansowej belki wspornikowej.