Brinell-kovuusmittarin toimintaperiaate on puristaa tietyn halkaisijan omaavaa teräspalloa näytteen pintaan tietyllä nopeudella tietyllä testivoimalla. Tietyn pitoajan jälkeen testivoima poistetaan. Metallin Brinell-kovuusarvo ilmaistaan keskimääräisenä paineena sisennyksen pallomaiseen pinta-alaan.
Brinell-kovuusmittaria käytetään pääasiassa materiaalien, kuten valuraudan, teräksen, ei--rautametallien ja pehmeiden metalliseosten, kovuuden määrittämiseen. Brinell-kovuustesti tuottaa suurimman painuman kaikista kovuustesteistä. Se kuvastaa materiaalin kattavia ominaisuuksia, eikä siihen vaikuta mikrosegregaatio tai näyterakenteen koostumuksen epähomogeenisuus, joten se on erittäin tarkka kovuustestausmenetelmä.