電子水平儀原理有電感式和電容式等兩種。根據測量方向不同還可分為一維和二維電子水平儀. 　電感式原理：當水平儀的基座因待測工件傾斜而傾斜時，其內部擺錘因移動所造成感應線圈的電壓變化。電容式水平儀其測量原理為一圓形擺錘自由懸掛在細在線，擺錘受地心重力所影響，且懸浮于無摩擦狀況。擺錘的兩邊均設有電極且間隙相同時電容量是相等，若水平儀受待測工件所影響而造成，兩間隙不同距離改變即產生電容不同，形成角度的差異。

電子水平儀一般利用光電原理,以平靜液體面為水平面,測量出物體偏離水平面方向和角度值并轉換成數字信號傳送給計算機或顯示出來。電子水平儀的測量系統主要由機械結構、傳感器、數據采集、微處理器、數碼顯示或輸出5部分構成