纳米硬度计有两种，压痕硬度和划痕硬度两种工作模式。在这两种工作模式中，压痕或划痕深度可以通过系统控制在微米甚至纳米尺度，所以硬度计是进行电子薄膜、各类涂层、材料表面及其力学性能检测的理想手段。在具体检测中，不需要对基体表层进行剥离，就可以将材料表层力学性质空间分布予以直接给出，比如焊点和附近的材料力学性质予以直接检测。

纳米压痕法也可以被称为深度敏感压痕法，其原理是经过电脑控制载荷的连续变化，并且在线检测其压入深度。常用的压痕检测通常包括两个进程，也就是加载及卸载进程。在加载进程中，给压头施加外载荷，使之压入样品的外表，随着载荷值的增加，压头压入样品的深度也会随着增加，当载荷的值达到最大的时候，把外载荷移除，样品的外表会存在着残留的压痕的痕迹。通过力传感器、位移传感器，可将以上进程中的材料表面被压入深度和负载数据进行记录，形成力-位移关系。并通过计算机算法进行最终硬度测算。