Principiul de funcționare al celulelor de sarcină miniaturale se bazează în primul rând pe efectul de deformare. Atunci când senzorul este supus unei forțe externe, elementul său sensibil elastic intern suferă o deformare mecanică minusculă. Această deformare determină o modificare corespunzătoare a rezistenței extensometrului (placă de deformare) atașată sau integrată pe corpul elastic. Senzorul folosește în mod obișnuit un design de punte Wheatstone (circuit complet-punte) pentru a converti modificarea rezistenței extensometrului într-o ieșire de semnal de tensiune slabă proporțională cu forța aplicată.
Odată cu dezvoltarea tehnologiei sistemelor microelectromecanice (MEMS), dimensiunea celulelor de sarcină miniaturale a fost redusă semnificativ. Tehnologia sa de bază s-a extins și la elementele de detectare piezoresistive semiconductoare, fabricând piezorezistori pe substraturi de siliciu folosind procese precum implantarea ionică și depunerea de film subțire-. În plus, design-urile flexibile inovatoare ale substratului permit senzorului să se conformeze suprafețelor curbate pentru măsurare.