Ulokepalkkianturit perustuvat palkki{0}}kaltaiseen rakenteeseen, jonka toinen pää on kiinteä ja toinen vapaa. Kun ulkoinen voima kohdistetaan vapaaseen päähän tai palkkiin, ulokepalkki taipuu ja muotoutuu. Anturi havaitsee tämän pienen muodonmuutoksen tai siitä johtuvan muutoksen siihen liittyvissä fysikaalisissa suureissa ja muuntaa sen mitattavissa olevaksi sähköiseksi signaaliksi ja tunnistaa näin mitatun suuren. Sen toiminta sisältää tyypillisesti neljä perusvaihetta: mitatun suuren soveltaminen, säteen muodonmuutos, fyysisen suuren muuntaminen ja signaalin muuntaminen.
Fysikaalisen suuren muunnosmenetelmästä riippuen yleisesti käytettyjä tunnistus-/ilmaisuperiaatteita ovat pietsoresistiivinen, pietsosähköinen, optinen, kapasitiivinen ja resonanssi. Pietsoresistiiviset anturit integroivat tai kiinnittävät venymämittarit ulokepalkin juureen; vastus muuttuu säteen taipuessa, ja tämä muutos muunnetaan jännitteeksi Wheatstonen siltapiirin kautta. Pietsosähköiset anturit käyttävät pietsosähköisiä materiaaleja, jotka synnyttävät varauksen tai jännitteen, kun niihin kohdistuu voimaa. Optiset anturit käyttävät säteen taipumista, optista interferometriaa tai kuitu-Bragg-hiloja havaitsemaan muodonmuutoksia. Kapasitiiviset anturit havaitsevat kapasitanssin muutokset, jotka johtuvat levyjen välisen etäisyyden muutoksista palkin muodonmuutoksen vuoksi. Resonanssianturit havaitsevat ulokepalkin resonanssitaajuuden muutoksen.