洛氏硬度计原理是将压头（金刚石圆锥、钢球或硬质合金球）按图所示，分两个步骤压入试样表面，保持规定时间后，卸除主试验力 F1 ，测量在初试验力 F0 作用下的残余压痕深度 h 。

     根据 h 值及与标尺有关的常数 N 和 s ，用公式（ 1 ）计算洛氏硬度值：

　对于采用金刚石压头的标尺A、C、D，N=100，s=0.002；对于采用球压头的标尺B、E、F、G、H、K，N=130，s=0.002；对于表面洛氏硬度的标尺N、T，N=100，s=0.001。
　每一洛氏硬度单位对应的压痕深度，洛氏硬度为0.002mm，表面洛氏硬度为0.001mm。压痕越浅，硬度越高。

 1—在初始试验力 F0 下的压入深度； 2—在总试验力 F0+F1 下的压入深度；
         3—去除主试验力 F1 后的弹性回复深度； 4—残余压入深度 h ；
         5—试样表面； 6—测量基准面；a压头和三种不同的总试验力，由此产生的9种组合对应于洛氏硬度的9个标尺。表面洛氏硬度计采用了两种压头和三种试验力，由此产生的6种组合对应于表面洛氏硬度的6个标尺，参见使用说明书的附录A。

本仪器的设计符合洛氏硬度试验的基本定义。与台式机的主要不同点是：其试验力的施加是通过螺杆和一个已校准的弹簧完成的；用刻度表测量弹簧位移来确定试验力的大小；压痕深度的测量由精密螺旋测微机构完成，硬度值的读取方式是透过放大镜读取鼓轮上的刻度线。