โปรเซสเซอร์เซ็นเซอร์ทำงานโดยรับข้อมูลดิบจากเซ็นเซอร์ จากนั้นจึงประมวลผลและวิเคราะห์ข้อมูลนี้เพื่อดึงข้อมูลที่เป็นประโยชน์ออกมา โดยทั่วไปแล้ว ตัวเซ็นเซอร์จะใช้ในการวัดปริมาณทางกายภาพ-เช่น อุณหภูมิ ความดัน ความชื้น และความเร่ง- และเพื่อแปลงปริมาณทางกายภาพเหล่านี้เป็นสัญญาณไฟฟ้าหรือดิจิตอล หน้าที่หลักของตัวประมวลผลเซ็นเซอร์คือการรับสัญญาณเหล่านี้และดำเนินการที่จำเป็น-รวมถึงการแปลง การกรอง และการขยายสัญญาณ- เพื่อให้มั่นใจถึงความถูกต้องและความน่าเชื่อถือของข้อมูล
โปรเซสเซอร์เซ็นเซอร์รับสัญญาณอะนาล็อกจากเซ็นเซอร์ผ่านอินเทอร์เฟซอินพุตแบบอะนาล็อก โดยทั่วไปสัญญาณเหล่านี้จะเป็นสัญญาณแอนะล็อกแรงดันต่ำ-ที่ต้องแปลงเป็นสัญญาณดิจิทัลโดยใช้โมดูลแอนะล็อก-เป็น-ตัวแปลงดิจิทัล (ADC) เมื่อแปลงเป็นดิจิทัลแล้ว สัญญาณจะเหมาะสำหรับการประมวลผลและการวิเคราะห์ด้วยคอมพิวเตอร์ จากนั้นตัวประมวลผลเซ็นเซอร์จะถอดรหัสและกรองสัญญาณเหล่านี้ตามอัลกอริธึมที่กำหนดไว้ล่วงหน้า- ซึ่งจะช่วยขจัดสัญญาณรบกวนและดึงข้อมูลที่ถูกต้องออกมา ตลอดกระบวนการนี้ โปรเซสเซอร์จะต้องรักษาทั้งความเร็วและความแม่นยำในการประมวลผลเพื่อรองรับสถานการณ์การใช้งานแบบเรียลไทม์ที่หลากหลาย-
โปรเซสเซอร์จะวิเคราะห์ข้อมูลนี้เพิ่มเติมตาม-ตรรกะหรืออัลกอริธึมที่กำหนดค่าไว้ล่วงหน้า และส่งออกผลลัพธ์ไปยังอุปกรณ์หรือระบบอื่นๆ การวิเคราะห์ดังกล่าวอาจรวมถึงการรวบรวมข้อมูล การพยากรณ์แนวโน้ม การประเมินสถานะ และฟังก์ชันที่คล้ายกัน สำหรับการใช้งานขั้นสูง โปรเซสเซอร์เซ็นเซอร์อาจรวมอัลกอริธึมการเรียนรู้ของเครื่องเพื่อทำการวิเคราะห์อัจฉริยะ ระบุความผิดปกติโดยอัตโนมัติ หรือคาดการณ์การเปลี่ยนแปลงในอนาคต ท้ายที่สุดแล้ว โปรเซสเซอร์จะส่งข้อมูลที่ได้รับการประมวลผลนี้ไปยังอุปกรณ์เทอร์มินัล หน้าจอแสดงผล หรือระบบบนคลาวด์- เพื่ออำนวยความสะดวกในการตัดสินใจ-และการใช้งานเพิ่มเติม