通过对脉搏血氧测量原理的研究，人们已经发现只要测量出两种波长的透射光在一个完整的脉搏波中光强度的变化量就可以计算出血氧饱和度。现代的光电和微电子技术为这种测量原理的实现提供了可能。根据脉搏血氧测量原理可以设计出各种各样的血氧测量计.
血氧测量计的基本结构包括两部分：血氧传感器器和血氧电路。从理论上来看，血氧传感器的由简单的两部分组成：光发射和光接受部分组成。但是在临床上使用的血氧传感器除了包括这两个核心的器件外，还包括相应的机械部件、信号传输电缆、探头识别接口等。这些因素直接影响探头的可靠性、舒适性。探头能否在实际临床上被可靠的稳定的使用很大程度上取决于这些外围的部件。因此，在工程设计是，除了对传感器工作原理的分析外，对传感器其他部件的分析，寻求一个合适的解决方案是一项技术能否实现产品化的关键。
信号处理电路对来自传感器的信号进行处理，信号经过放大、滤波，得到一定幅度的信号。这个信号送入到A/D转化电路，实现模拟到数字量的转化，被数字化之后的信号经过单片机按照血氧算法计算后得到血氧饱和度。
在血氧测量原理我们提到，用两种特定的波长就可以实现脉搏血氧饱和度的测量。这两种光的波长是660nm和940nm。通过对人体生理波形的分析可以知道，人体的脉搏次数在30~250次/分钟，对应的频率是0.5~4.1HZ，。采样定理指出：对于一个具有有限频谱的连续信号进行采样，当采样频率大于信号频率的两倍是，有采样后得到的输出函数能无失真的恢复到原来的信号。在实际上，我们取采样频率为120HZ，可以保证信号的无失真。即使是120HZ，对单片机控制电路来讲，频率也是比较低的，因此对与红光和红外光的采样采用分时采样的方法，即对红光和红外光的采样在不同时刻，但是这两个信号的采样时刻非常的接近。此外，考虑到减少传感器电缆线的芯线数量，降低成本和增强电缆的可靠性，因此在设计红光和红外光的连接方式式采用的红光和红外光反向并联的方式。
传感器采用发光二极管LED作为光源,以光电二极管作为光检测器件。在前面的讨论中我们提到采用660nm和940nm波长的LED时可以减少测量误差。因此最终确定选用660nm和940nm波长的LED作为光源。
光源采用脉冲驱动。采用脉冲驱动的好处是两路光源可以交替发亮，检测电路可以采用对两路光响应电平一致的光敏元件接收。
心率表的测量原理常见的有两种，一种是心动电流测量法，还有一种是光电透射测量法。 我们人体每次心跳都会产生心动电流，无线心率胸带就是这样一种可以感应心动电流的仪器。感应器的极片位于胸带前方两侧，使用者带上胸带后，胸带内的极片采集锻炼者的心动电流波动幅度，再通过无线传输技术发送给心率表转化为便于观察的心跳BPM数值，目前这个是主流也是比较准确的运动心率测量方法。其原理和心电图测量原理一致。 这种测量心率方法的另外一个优点是可以在运动中持续测量心率。
无线心率胸带按感应电极类型分又可以分为传统的硬式心率胸带 和 新型的柔性织物软式胸带。
硬式心率胸带采用的是导电橡胶电极块，嵌在硬质塑胶带上。
柔性织物软式心率胸带采用的是柔性薄膜电极，通过热压熔接在柔性织物带上，特点是十分轻薄，穿戴舒适，减少了运动中胸带移动产生的摩擦干扰。 光电测量方法是利用血管内血液血红蛋白的吸光度的变化来测量脉搏。手表装有红外发射光束回路和接收反射回路。这种方法测量心率优点是非常简便无需胸带，但是由于信号极为微弱而非常容易受到外界干扰而造成测量数据不准确 而且一般需要安静的状态下测量，不适合运动中持续测量心率。
绿光光电测量法是由两个绿色波长的发光LED 和一个光敏传感器组成，位于心率表的背部。 其原理是基于手臂血管中的血液在脉动的时候会发生密度改变而引起透光率的变化。发光LED 发出绿色波长的光波，光敏传感器可以接受手臂皮肤的反射光并感测光场强度的变化并换算成心率。目前美国的MIO ALPHA ，FITBOX HXM 以及 Adidas SMART RUN 心率表采用这种技术。绿光光电心率测量完全抛弃了心率胸带，并可以持续测量心率，计算平均心率，记录最大心率，设置心率报警区间 。
