Herzfrequenzsensoren entsprechen der Grundlage der Photoplethysmographie (PPG). Es kommt zu einer optischen Messung des Blutvolumens in den Gefäßen. Mit diesem Verfahren wird gemessen, welche Blutmenge gerade in den Arterien transportiert wird. Das Herz wirft mit jedem Herzschlag Blut aus (Systole) und zieht es wieder ein (Diastole).
Wird Blut ausgeworfen, nimmt der Blutfluss zu, wird das Blut eingesaugt, ist in den Arterien weniger Blut vorhanden. Mittels der Volumenmessung des Blutes kann der Puls genau gemessen werden. Dazu dient der Sensor, der durch die spezifische Lichtabsorption das Hämoglobin im Blut (Eisenwert) bestimmen kann.