Η αρχή λειτουργίας των μικροσκοπικών κυψελών φορτίου βασίζεται κυρίως στο φαινόμενο παραμόρφωσης. Όταν ο αισθητήρας υποβάλλεται σε εξωτερική δύναμη, το εσωτερικό ελαστικό αισθητήριο στοιχείο του υφίσταται ελάχιστη μηχανική παραμόρφωση. Αυτή η παραμόρφωση προκαλεί μια αντίστοιχη αλλαγή στην αντίσταση του μετρητή τάσης (πλάκα καταπόνησης) που είναι προσαρτημένος ή ενσωματωμένος στο ελαστικό σώμα. Ο αισθητήρας χρησιμοποιεί τυπικά μια σχεδίαση γέφυρας Wheatstone (πλήρες-κύκλωμα γέφυρας) για να μετατρέψει την αλλαγή στην αντίσταση του μετρητή τάσης σε έξοδο σήματος ασθενής τάσης ανάλογη με την εφαρμοζόμενη δύναμη.
Με την ανάπτυξη της τεχνολογίας μικροηλεκτρομηχανικών συστημάτων (MEMS), το μέγεθος των μικροσκοπικών κυψελών φορτίου έχει μειωθεί σημαντικά. Η βασική του τεχνολογία έχει επίσης επεκταθεί σε ημιαγωγικά πιεζοαντιστατικά αισθητήρια στοιχεία, κατασκευάζοντας πιεζοαντιστάσεις σε υποστρώματα πυριτίου χρησιμοποιώντας διαδικασίες όπως η εμφύτευση ιόντων και η εναπόθεση λεπτών-μεμβρανών. Επιπλέον, τα καινοτόμα σχέδια εύκαμπτου υποστρώματος επιτρέπουν στον αισθητήρα να συμμορφώνεται με καμπύλες επιφάνειες για μέτρηση.