Ein Sensor besteht im Wesentlichen aus drei Teilen: einem Sensorelement, einem Konvertierungselement und einer grundlegenden Konvertierungsschaltung. Das Sensorelement ist die Kernkomponente des Sensors. Es ist in der Lage, das Messobjekt empfindlich zu erkennen und entsprechend einer bestimmten Beziehung zu reagieren. Das Umwandlungselement ist dafür verantwortlich, die vom Sensorelement erfassten Messinformationen in Schaltungsparameter wie Widerstand, Induktivität und Kapazität oder elektrische Größen wie Spannung und Strom umzuwandeln. Die grundlegende Umwandlungsschaltung verarbeitet und wandelt das vom Umwandlungselement ausgegebene elektrische Signal weiter, um die Signalübertragung und -verarbeitung zu erleichtern.
In manchen Fällen enthält ein Sensor möglicherweise nur ein Sensorelement und ein Konvertierungselement, und diese beiden können sogar zu einem kombiniert werden. Das einfachste Sensordesign besteht aus nur einem Sensorelement (das auch als Umwandlungselement fungiert). Dieser Sensortyp kann direkt eine elektrische Größe ausgeben, wenn er ein Messobjekt erfasst, beispielsweise Thermoelemente, piezoelektrische Kristalle und Photovoltaikzellen.