اصل کار دستگاه سختی سنج برینل فشار دادن یک توپ فولادی با قطر معین به سطح نمونه با سرعت معین تحت نیروی آزمایش معین است. پس از یک زمان نگهداری مشخص، نیروی آزمایش حذف می شود. مقدار سختی برینل فلز به عنوان فشار متوسط روی سطح کروی فرورفتگی بیان می شود.
سختی سنج برینل عمدتاً برای تعیین سختی موادی مانند چدن، فولاد، فلزات غیرآهنی و آلیاژهای نرم استفاده می شود. تست سختی برینل بزرگترین فرورفتگی را در بین تمام تست های سختی ایجاد می کند. این خواص جامع ماده را منعکس می کند و تحت تأثیر ریز تفکیک یا ناهمگنی ترکیبی ساختار نمونه قرار نمی گیرد و آن را به یک روش تست سختی بسیار دقیق تبدیل می کند.