Das grundlegende Funktionsprinzip eines elektronischen Energiezählers (Smart Meter) basiert auf A/D-Wandlern oder speziellen Messchips, um die Echtzeiterfassung von Strom und Spannung des Benutzers durchzuführen. Diese Signale werden anschließend von einer CPU analysiert und verarbeitet, um Vorwärts- und Rückwärtsenergie, Spitzen- und Nebenspitzenenergie oder Vier-Quadranten-Energie zu berechnen, wobei die Ergebnisse über Kommunikationsschnittstellen, Bildschirme oder andere Mittel ausgegeben werden.
Bei der Stromabtastung kommen typischerweise zwei unterschiedliche Methoden zum Einsatz: Bei der Messung des stromführenden -Drahtstroms wird ein Mangan--Kupfer-Shunt-Element verwendet, während bei der Messung des neutralen -Drahtstroms ein Stromtransformatorelement zum Einsatz kommt.
Die Grundarchitektur eines vollständigen, multi{0}}multifunktionalen, vollelektronischen Energiezählers umfasst Wandler zur Erfassung von Eingangsspannungs- und Stromsignalen, einen Anzeigebildschirm, ein Datenkommunikationssubsystem, einen nicht-flüchtigen Speicher, ein Netzteil und einen Mikrocontroller, in den die erforderliche Betriebssoftware eingebettet ist.