Arbejdsprincippet for en Brinell hårdhedstester er at presse en stålkugle med en vis diameter ind i overfladen af en prøve ved en bestemt hastighed under en bestemt testkraft. Efter en specificeret holdetid fjernes testkraften. Brinell-hårdhedsværdien af metallet udtrykkes som det gennemsnitlige tryk på det sfæriske overfladeareal af fordybningen.
Brinell-hårdhedstesteren bruges hovedsageligt til hårdhedsbestemmelse af materialer som støbejern, stål, ikke-jernholdige metaller og bløde legeringer. Brinell hårdhedstesten giver den største fordybning blandt alle hårdhedstests. Det afspejler materialets omfattende egenskaber og påvirkes ikke af mikrosegregering eller sammensætningsinhomogenitet af prøvestrukturen, hvilket gør det til en meget nøjagtig hårdhedstestmetode.