限速器的工作原理根據不同的套用場景和類型有所不同。在汽車行業中，電子限速器通過實時監測車輛速度，當車速達到或超過設定的限制時，通過控制供油系統和發動機轉速來限制車速。這種系統通常包括油門踏板、踏板感測器、電子控制單元（ECU）、電機和節氣門機構，ECU通過電動機控制節氣門的調節，實現車速的控制。
在機械領域，限速器可能通過調整傳動比或利用摩擦力、離合器等機構來限制機器的速度，如在旋轉工具中使用，限速器可以限制或降低工具的旋轉速度。
在電梯行業中，限速器的工作原理包括離心型和共振型。離心型限速器利用離心力與轉動速度之間的關係，當電梯的運行速度達到預設值時，離心甩錘觸發限速器動作；共振型限速器則利用共振時振幅最大的原理，當繩輪轉動頻率達到振動塊的固有頻率時發生共振，觸發限速器動作。電梯限速器還通過觸點監測電梯運行速度，當速度異常時，通過機械動作拉動安全鉗夾住導軌，強制停止電梯運行。