Brinelio kietumo matuoklio veikimo principas yra tam tikro skersmens plieninio rutulio įspaudimas į bandinio paviršių tam tikru greičiu, veikiant tam tikra bandymo jėga. Praėjus nurodytam laikymo laikui, bandymo jėga pašalinama. Metalo Brinelio kietumo vertė išreiškiama kaip vidutinis slėgis sferiniame įdubimo paviršiaus plote.
Brinelio kietumo matuoklis daugiausia naudojamas medžiagų, pvz., ketaus, plieno, spalvotųjų metalų ir minkštųjų lydinių, kietumui nustatyti. Brinelio kietumo testas sukuria didžiausią įdubimą tarp visų kietumo bandymų. Jis atspindi išsamias medžiagos savybes ir nėra paveiktas mikrosegregacijos ar mėginio struktūros sudėties nehomogeniškumo, todėl tai labai tikslus kietumo tyrimo metodas.