En sensor består hovedsakelig av tre deler: et sensorelement, et konverteringselement og en grunnleggende konverteringskrets. Føleelementet er kjernekomponenten i sensoren, som er i stand til følsomt å detektere det målte objektet og reagere i henhold til et spesifikt forhold. Konverteringselementet er ansvarlig for å konvertere den målte informasjonen som registreres av føleelementet til kretsparametere, slik som motstand, induktans og kapasitans, eller elektriske størrelser, slik som spenning og strøm. Den grunnleggende konverteringskretsen viderebehandler og konverterer det elektriske signalet som sendes ut av konverteringselementet for å lette signaloverføring og -behandling.
I noen tilfeller kan en sensor bare inneholde et sensorelement og et konverteringselement, og disse to kan til og med kombineres til ett. Den enkleste sensordesignen består av kun ett sensorelement (som også fungerer som et konverteringselement). Denne typen sensor kan sende ut en elektrisk mengde direkte når den registrerer et målt objekt, for eksempel termoelementer, piezoelektriske krystaller og fotovoltaiske celler.