Sensor pada dasarnya terdiri dari tiga bagian: elemen penginderaan, elemen konversi, dan rangkaian konversi dasar. Elemen penginderaan merupakan komponen inti dari sensor, yang mampu mendeteksi secara sensitif objek yang diukur dan memberikan respon sesuai dengan hubungan tertentu. Elemen konversi bertanggung jawab untuk mengubah informasi terukur yang dirasakan oleh elemen penginderaan menjadi parameter rangkaian, seperti resistansi, induktansi, dan kapasitansi, atau besaran listrik, seperti tegangan dan arus. Rangkaian konversi dasar selanjutnya memproses dan mengubah keluaran sinyal listrik oleh elemen konversi untuk memfasilitasi transmisi dan pemrosesan sinyal.
Dalam beberapa kasus, sebuah sensor mungkin hanya berisi elemen penginderaan dan elemen konversi, dan keduanya bahkan dapat digabungkan menjadi satu. Desain sensor paling sederhana hanya terdiri dari satu elemen penginderaan (yang juga berfungsi sebagai elemen konversi). Sensor jenis ini dapat langsung mengeluarkan besaran listrik ketika merasakan suatu benda yang diukur, seperti termokopel, kristal piezoelektrik, dan sel fotovoltaik.