亮度计的工作原理基于光电效应。当光线照射到传感器上时，光子会激发电子，形成电流信号。这在电子电工行业中常用于光度测量。
传感器通常采用硅光电二极管或光电倍增管，能够将光强度转换为电信号。亮度计通过滤光片模拟人眼对光的响应，有助于测量值符合视觉感知。
信号处理电路放大并数字化这些电信号。现代亮度计配备微处理器，能实时计算亮度值，并显示在屏幕上。
校准是原理中的重要环节，使用标准光源调整仪器，以消除环境干扰。仪器仪表分类下的亮度计需定期验证以保持准确性。
在实际应用中，亮度计还可能集成温度补偿功能，以应对电子电工环境中温度变化对测量。