Zasada jego działania najczęściej opiera się na prawie Hooke'a, które mówi, że odkształcenie elementu sprężystego jest proporcjonalne do wartości działającej siły (im większa siła działa na sprężynę, tym większe jej wydłużenie; jednakowe przyrosty siły działającej na sprężynę powodują jednakowe przyrosty wydłużenia).
Zasadniczą częścią siłomierza jest sprężyna, która wydłuża się pod wpływem działających na nią sił.
Obok sprężyny zamocowana jest podziałka, wycechowana w niutonach. Natomiast w typowych siłomierzach szkolnych sprężyna znajduje się wewnątrz plastikowej, przezroczystej obudowy. Podziałka naniesiona jest na obudowie.