מד חכם הוא מכשיר מדידה מתקדם העושה שימוש בטכנולוגיות תקשורת, מחשב ומדידה מודרניות לאיסוף, ניתוח וניהול נתוני אנרגיה חשמלית. העיקרון הבסיסי של מד חכם כולל הסתמכות על ממירי A/D או שבבי מדידה ייעודיים כדי לבצע דגימה-בזמן אמת של הזרם והמתח של המשתמש. לאחר מכן, נתונים אלה מנותחים ומעובדים על ידי יחידת עיבוד מרכזית (CPU) כדי לחשב את צריכת האנרגיה קדימה/אחורה, שיא/כבוי-שיא או ארבעה-רבועים. לבסוף, נתוני צריכת האנרגיה המחושבים ומידע רלוונטי אחר מופקים באמצעות ממשקי תקשורת, מסכי תצוגה או מנגנוני פלט אחרים.
ההרכב ועקרונות הפעולה של מונים חכמים אלקטרוניים שונים באופן משמעותי מאלה של מדי אנרגיה מסורתיים מסוג אינדוקציה-.
מדי אינדוקציה- מורכבים בעיקר ממרכיבים כגון דיסקים מאלומיניום, סלילי זרם ומתח ומגנטים קבועים; מנגנון המדידה שלהם מסתמך על האינטראקציה בין סלילי הזרם לזרמי המערבולת המושרים בתוך דיסק האלומיניום המסתובב. לעומת זאת, מונים חכמים אלקטרוניים בנויים בעיקר מרכיבים אלקטרוניים. עקרון הפעולה שלהם כרוך בביצוע תחילה דגימה-בזמן אמת של מתח וזרם האספקה של המשתמש. לאחר מכן, מעגל משולב למדידת אנרגיה מיוחדת מעבד את אותות המתח והזרם הנדגמים הללו, וממיר אותם לפלט פולס ביחס ישר לאנרגיה החשמלית הנצרכת.
לבסוף, מיקרו-בקר מעבד ושולט בנתוני הפולסים הללו, מתרגם אותם לערך מוצג המייצג את צריכת האנרגיה הכוללת ומנהל את התפוקה שלו.
בדרך כלל, מספר הפולסים שנוצר על ידי ממיר ה-A/D עבור כל קילוואט-שעה (קוט"ש) של אנרגיה שנמדד על ידי מד חכם מכונה "קבוע הדופק". עבור מונים חכמים, זהו פרמטר קריטי, שכן כמות הפולסים המופקת על ידי ממיר ה-A/D ביחידת זמן נתונה קובעת ישירות את דיוק המדידה של המכשיר.