霍尔电流传感器基本工作原理是霍尔效应。霍尔效应是一种磁敏效应，它定义了磁场与感应电压之间的关系，当电流通过一个位于磁场中的导体材料时，磁场会对导体中的电子产生一个垂直于电子运动方向的上的作用力，从而在垂直于导体与磁感线的两个方向上产生电势差。
如图1 所示，半导体薄片方向通电流IC,垂直于电流IC 方向上施加磁感应方向为B 的磁场，垂直于电流和磁场的Y 方向产生电动势UH。图中，半导体霍尔片长为l ，宽为b ，高为d ，设半导体中载流子为空穴，电量为q ，速度为v ，则其受洛伦兹力发生偏转，在Y 方向形成电场H E ， 当电场力与洛伦兹力平衡时， 有：
设单位体积中空穴数为 p ，则有 I ? pqvdb ，结合上式可得到：
其中，RH 为霍尔系数，KH为灵敏度。由上式可见，霍尔电动势正比于激励电流I和磁感应强度B，霍尔元件的零敏度与霍尔元件的高度d 成反比，所以，对于霍尔元件高度的选择直接影响霍尔元件的灵敏度。v 越小，则霍尔元件的灵敏度越高，但是d 太小，输出阻抗越高，且易造成温度上升，加大测量误差，所以，d 的大小应控制在一定范围之内。除此之外，霍尔元件的灵敏度还和温度、制造工艺等因素都有很大的关系。