Принципът на работа на уреда за измерване на твърдост по Бринел е да притисне стоманена топка с определен диаметър в повърхността на образеца с определена скорост при определена изпитвателна сила. След определено време на задържане изпитвателната сила се отстранява. Стойността на твърдостта на метала по Бринел се изразява като средното налягане върху сферичната повърхност на вдлъбнатината.
Уредът за измерване на твърдост по Бринел се използва главно за определяне на твърдостта на материали като чугун, стомана, цветни метали и меки сплави. Тестът за твърдост по Бринел дава най-голямата вдлъбнатина сред всички тестове за твърдост. Той отразява всеобхватните свойства на материала и не се влияе от микросегрегация или композиционна нехомогенност на структурата на пробата, което го прави много точен метод за тестване на твърдостта.