由於導體中電流的性質，電流是由電子的定向移動所形成的，並且電子移動的方向和電流方向相反；通常，電子脫離之後的導體便留下了空穴，表現為正電壓；

如果導體周圍存在足夠強的磁場，這時候電荷會受到一種稱為洛倫茲力的力，電荷移動的路徑便會發現偏移，因此，偏移的電荷會積累到導體的同一面上，而另一面留下空穴，這樣導體之間便產生了電勢差；

霍爾效應產生的電勢差非常小，往往只有幾微伏，因此霍爾感測器中往往內建了非常高增益的運算放大器，根據整體需求還會配合其他一些系統電路，整體架構如下所示；

通常霍爾感測器最終輸出的訊號有模擬訊號和數字訊號兩種；

輸出數字訊號：一般在運算放大器後級增加一個施密特觸發器，則輸出訊號為數字訊號，通常為系統提供相應的遲滯和開關閾量，類似的如開關型霍爾元器件；

輸出模擬訊號：線性霍爾感測器的輸出量是模擬訊號，配合 ADC 進行取樣，可以用於檢測物體的位移；

開關型霍爾根據輸入訊號和輸出關係的不同可以分為：單極性霍爾，雙極性霍爾，全極性霍爾；

2.1 單極性霍爾

單極性霍爾的開關特性通常是磁場的磁極和感測器的正反面要一一對應，否則可能會沒有輸出，具體如下表所示；

2.2 雙極性霍爾

相較於單極性霍爾，雙極性霍爾感測器可以鎖存輸出電平的狀態，直到下一個輸入到來，才會改變輸出狀態，廣泛的應用與直流無刷電機，計數，定位等系統中；

2.3 全極性霍爾

全極性霍爾開關會在磁場 S 極靠近正面時輸出低電平，N 極靠近正面，輸出高電平；

3 磁編碼器

磁編碼器內部就集成了 Hall 元件，在正面存在旋轉磁場的時候，就可以輸出相應的訊號，這樣就可以實現非接觸式得測量轉速，位置訊號，因此在工作環境嚴酷的情況下，該應用場景就非常理想