מד חשמל בתשלום מראש של כרטיס IC מורכב ממספר חלקים ורכיבים מבניים, לרבות יחידת מדידת אנרגיה, יחידת ממשק כרטיס IC, יחידת עיבוד נתונים ויחידת ממשק תקשורת. יחידת מדידת האנרגיה מורכבת בדרך כלל משבב מדידת אנרגיה, שנאי זרם, שנאי מתח ומעגלי סינון. יחידת הממשק של כרטיס IC כוללת בדרך כלל חריץ לכרטיס IC, מעגל כתיבה לקריאה- של כרטיס IC ויחידת עיבוד נתונים.
יחידת עיבוד הנתונים מורכבת בדרך כלל ממיקרו-מעבד, זיכרון ותצוגה. משמש כ"מוח" של המונה החכם, המיקרו-מעבד אחראי על עיבוד נתונים שנדגמו, ניהול התצוגה והקלה על חילופי זרמי נתונים חיצוניים. פתרונות MCU מיינסטרים כוללים את סדרת S08MZ, S08GW, MCF51EM ו-Kinetis K30 של Freescale; סדרת STM8L ו-STM32 עם הספק נמוך- של STMicroelectronics; וסדרת MSP430 של Texas Instruments. מונים חכמים משלבים בדרך כלל מודול אבטחה ESAM כדי להבטיח אבטחת נתונים.
יחידת ממשק התקשורת מורכבת בדרך כלל ממודול תקשורת ומעגלי ממשק משויכים. פתרונות תקשורת כוללים שיטות קוויות-כגון RS-485 או Power Line Communication (PLC)- וכן שיטות אלחוטיות, כגון תקשורת סלולרית דור 4 ו-NB-IoT (Narrowband Internet of Things). עבור סכימות אפנון של ספקים כגון OFDM ו-S-FSK, יצרנים שונים מציעים שבבים ייעודיים - דוגמאות כוללות את MC13260 של Freescale ואת ST7590 של STMicroelectronics. פתרונות אלחוטיים מבוססים בעיקר על טכנולוגיית ZigBee, המודגמת על ידי סדרות MC13202 ו-MC1322x של Freescale.