Virtausmittarin ydinkomponentit käsittävät tyypillisesti anturiyksikön, signaalin muunnos- ja käsittely-yksikön sekä lähtö- ja näyttöyksikön; nämä kolme osaa toimivat yhdessä suorittaakseen virtausnopeustietojen havaitsemisen, laskemisen ja tulostuksen.
Anturiyksikkö muodostaa virtausmittarin ytimen, joka vastaa suoraan nesteen virtaustilan havaitsemisesta. Erityyppisissä virtausmittareissa on erilaiset rakenteelliset rakenteet: esimerkiksi sähkömagneettiset virtausmittarit havaitsevat virtausnopeuden muutokset elektrodien kautta; turbiinin virtausmittarit luottavat juoksupyörän pyörimiseen; ja ultraäänivirtausmittarit hyödyntävät aikaeroa ääniaaltojen etenemisessä. Tämän tietyn yksikön suunnittelu määrää suoraan väliainetyypit, joille virtausmittari sopii, sekä sen mittaustarkkuuden.
Signaalin muunnos- ja käsittelyyksikkö on ensisijaisesti vastuussa anturiyksikön saamien fyysisten signaalien muuntamisesta sähköisiksi signaaleiksi. Se suorittaa sitten vahvistuksen, suodatuksen ja laskennallisen käsittelyn näille signaaleille vakaan ja luotettavan virtausdatan luomiseksi. Tämä yksikkö sisältää tyypillisesti elektronisia piirejä ja mikroprosessoreja, mikä asettaa korkeat vaatimukset sekä sen häiriönesto--- että tietojenkäsittelyteholle.
Lähtö- ja näyttöyksikkö palvelee prosessoitujen vuotietojen esittämistä intuitiivisella tavalla tai sen välittämiseksi ulkoisiin järjestelmiin. Yleisiä muotoja ovat analogiset signaalilähdöt (kuten 4–20 mA), digitaaliset tietoliikenneliitännät (kuten RS485 tai Modbus) ja paikalliset LCD-näytöt, jolloin virtausmittari helpottaa tiedonvaihtoa ohjausjärjestelmien tai valvontaalustojen kanssa.
