Un capteur se compose principalement de trois parties : un élément de détection, un élément de conversion et un circuit de conversion de base. L'élément de détection est le composant central du capteur, capable de détecter avec sensibilité l'objet mesuré et de répondre selon une relation spécifique. L'élément de conversion est chargé de convertir les informations mesurées détectées par l'élément de détection en paramètres de circuit, tels que la résistance, l'inductance et la capacité, ou en grandeurs électriques, telles que la tension et le courant. Le circuit de conversion de base traite et convertit en outre le signal électrique émis par l'élément de conversion pour faciliter la transmission et le traitement du signal.
Dans certains cas, un capteur peut contenir uniquement un élément de détection et un élément de conversion, et ces deux éléments peuvent même être combinés en un seul. La conception de capteur la plus simple consiste en un seul élément de détection (qui agit également comme élément de conversion). Ce type de capteur peut directement émettre une quantité électrique lorsqu'il détecte un objet mesuré, tel que des thermocouples, des cristaux piézoélectriques et des cellules photovoltaïques.