Il principio di funzionamento di un durometro Brinell è quello di premere una sfera d'acciaio di un certo diametro sulla superficie di un campione ad una certa velocità e sotto una certa forza di prova. Dopo un tempo di tenuta specificato, la forza di prova viene rimossa. Il valore di durezza Brinell del metallo è espresso come la pressione media sulla superficie sferica dell'impronta.
Il durometro Brinell viene utilizzato principalmente per la determinazione della durezza di materiali come ghisa, acciaio, metalli non-ferrosi e leghe morbide. Il test di durezza Brinell produce la rientranza più grande tra tutti i test di durezza. Riflette le proprietà complete del materiale e non è influenzato dalla microsegregazione o dalla disomogeneità compositiva della struttura del campione, rendendolo un metodo di prova della durezza estremamente accurato.