霍爾速度傳感器的工作原理是基于霍爾效應。

當傳感器的旋轉機構在外驅動作用下旋轉時，會帶動永久磁鐵旋轉，穿過霍爾元件的磁場產生周期性變化，引起霍爾元件輸出電壓變化，后續電路處理形成穩定的脈沖電壓信號，這就是車速傳感器的輸出信號。

具體來說，當電流通過磁場中的半導體基片（霍爾元件）且電流方向與磁場方向垂直時，電荷在磁場力作用下向一側偏移，在垂直于電流與磁場的霍爾元件橫向側面上產生與電流和磁場成正比的電壓，即霍爾電壓。

霍爾式傳感器通過信號盤經過傳感器時使霍爾元件的磁場強度改變來產生脈沖電壓，由于產生的信號強度較小，傳感器內部加有放大電路。

在汽車上，霍爾速度傳感器一般有三根線，分別是 5V 電源、回路及信號線，參考電壓通常為 5V 。霍爾元件要有參考電壓及工作回路才能正常工作。

比如在車輪轉軸上裝上磁體，在靠近磁體位置裝上霍爾傳感器，就能制成車速表和里程表。在汽車的點火系統、燃油噴射系統等方面，霍爾傳感器也發揮著重要作用，通過檢測曲軸和凸輪軸的位置，精確控制點火時機和燃油噴射順序，提高發動機性能和燃油經濟性。