Принцип работы твердомера по Бринеллю заключается в вдавливании стального шарика определенного диаметра в поверхность образца с определенной скоростью и определенным испытательным усилием. По истечении заданного времени выдержки испытательное усилие снимается. Значение твердости металла по Бринеллю выражается как среднее давление на сферическую площадь поверхности отпечатка.
Твердомер по Бринеллю в основном используется для определения твердости таких материалов, как чугун, сталь, цветные-черные металлы и мягкие сплавы. Тест на твердость по Бринеллю дает самый большой отпечаток среди всех тестов на твердость. Он отражает комплексные свойства материала и не зависит от микросегрегации или композиционной неоднородности структуры образца, что делает его высокоточным методом определения твердости.