O princípio básico dos sensores de alta-precisão reside na conversão da quantidade medida em um sinal elétrico preciso, estável e confiável por meio de design preciso, processos de fabricação avançados, algoritmos complexos de processamento de sinal e técnicas rigorosas de compensação de erros. Os principais aspectos para alcançar alta precisão incluem: otimização de princípios básicos de detecção, materiais de alto{2}}desempenho e estruturas de precisão, processos de fabricação avançados (como MEMS), circuitos eletrônicos de baixo-ruído e alta{4}}precisão, compensação de temperatura, não-linearidade e linearização, calibração e padronização, processamento de sinal digital e supressão e blindagem de interferência. A ideia central é compreender e quantificar profundamente todas as possíveis fontes de erros e eliminar ou compensar ativamente esses erros através do design colaborativo de hardware e software.
No campo de fabricação e inspeção de precisão, sensores de alta-precisão são usados para medições de deslocamento, dimensões e topografia de superfície de alta-precisão, como o sensor de contato do tipo GT2-caneta P12KL-para detecção em nível de mícron.
No campo de controle e monitoramento de processos, sensores de alta-precisão são usados em ambientes industriais adversos, como indústrias químicas e de energia, para monitoramento altamente confiável dos principais parâmetros de processo, como pressão, temperatura e vazão, como os sensores de pressão de alta-precisão da série PX409 da OMEGA.

