Nguyên lý làm việc của máy đo độ cứng Brinell là ấn một quả bóng thép có đường kính nhất định vào bề mặt mẫu ở tốc độ nhất định dưới một lực thử nhất định. Sau thời gian giữ quy định, lực thử được loại bỏ. Giá trị độ cứng Brinell của kim loại được biểu thị bằng áp suất trung bình lên diện tích bề mặt hình cầu của vết lõm.
Máy đo độ cứng Brinell chủ yếu được sử dụng để xác định độ cứng của các vật liệu như gang, thép, kim loại màu và hợp kim mềm. Thử nghiệm độ cứng Brinell tạo ra vết lõm lớn nhất trong số tất cả các thử nghiệm độ cứng. Nó phản ánh các đặc tính toàn diện của vật liệu và không bị ảnh hưởng bởi sự phân tách vi mô hoặc tính không đồng nhất về thành phần của cấu trúc mẫu, khiến nó trở thành phương pháp kiểm tra độ cứng có độ chính xác cao.