Princip rada Brinellove tvrdoće je da se čelična kugla određenog promjera pritisne na površinu uzorka određenom brzinom pod određenom ispitnom silom. Nakon određenog vremena držanja, testna sila se uklanja. Vrijednost Brinellove tvrdoće metala izražava se kao prosječni pritisak na sfernu površinu udubljenja.
Brinellov tester tvrdoće se uglavnom koristi za određivanje tvrdoće materijala kao što su liveno gvožđe, čelik, obojeni metali-i meke legure. Brinellov test tvrdoće daje najveće udubljenje među svim testovima tvrdoće. Odražava sveobuhvatna svojstva materijala i na njega ne utiče mikrosegregacija ili kompoziciona nehomogenost strukture uzorka, što ga čini visoko preciznim metodom ispitivanja tvrdoće.