La bobina de la corriente se conecta en serie con la línea, y la bobina de voltaje se conecta a través de la línea. Ambas bobinas son devanadas en un marco metálico de diseño especial, con lo que se tienen dos circuitos magnéticos. Un disco de aluminio ligero se suspende en el entrehierro del campo de la bobina de corriente, el cual produce corrientes inducidas que circulan en el disco. La reacción de las corrientes inducidas y el campo de la bobina de voltaje crean un par (acción de motor) en el disco, haciendo que éste gire. El par desarrollado es proporcional a la intensidad de campo de la bobina de voltaje y a las corrientes inducidas en el disco, las cuales son funciones de la intensidad de campo de la bobina de corriente. El número de vueltas del disco es proporcional a la energía consumida por la carga en un determinado tiempo y se mide en términos de kilowatts-horas (kWh). El eje que soporta al disco de aluminio se conecta por medio de un arreglo de engranes a un mecanismo de relojería situado junto a la carátula del medidor; esto proporciona una lectura calibrada en forma decimal del número de kWh.

Dos pequeños imanes permanentes proporcionan el amortiguamiento del disco. Se localiza en forma opuesta en el borde del disco. Cuando el disco gira, dichos imanes inducen corrientes. Esas corrientes inducidas por los campos magnéticos de los pequeños imanes permanentes amortiguan el movimiento del disco. Un watthorímetro monofásico típico se presenta en la siguiente figura.