扭力扳手的工作原理主要基於梁的彎曲原理、扭桿的彎曲原理和螺旋彈簧的壓縮原理。為了準確控制螺栓或螺母的緊固力度，扭力扳手內裝有一條金屬彈簧，當使用的扭矩越大，施加在彈簧上的力也越大，導致彈簧彎曲變形，直至達到設定的扭矩值，從而將扭矩控制在設定的範圍內。
此外，扭力扳手還利用了槓桿原理，其組成部分包括手柄、扭力調整器、表頭和尺度。在使用過程中，當施加的扭矩達到或超過設定的扭矩值時，扭力扳手內部的特定結構（如壓力彈簧、扭矩釋放關節和扭矩頂桿）會產生瞬間脫節的效應，從而發出「卡塔」聲，這是一種提醒作用，表明已經達到預設的扭矩值。這樣，用戶就可以知道螺栓或螺母已經緊固到適當的程度，避免過度緊固可能導致的問題。