Arbeidsprinsippet til en Brinell hardhetstester er å presse en stålkule med en viss diameter inn i overflaten av en prøve med en viss hastighet under en viss testkraft. Etter en spesifisert holdetid fjernes testkraften. Brinell-hardhetsverdien til metallet uttrykkes som gjennomsnittlig trykk på det sfæriske overflatearealet av fordypningen.
Brinell-hardhetstesteren brukes hovedsakelig til hardhetsbestemmelse av materialer som støpejern, stål, ikke-jernholdige metaller og myke legeringer. Brinell-hardhetstesten gir den største fordypningen blant alle hardhetstester. Det gjenspeiler de omfattende egenskapene til materialet og påvirkes ikke av mikrosegregering eller komposisjonsinhomogenitet i prøvestrukturen, noe som gjør det til en svært nøyaktig hardhetstestmetode.