倾角传感器的基本原理主要基于牛顿的第二定律，这一理论基石阐述了在封闭系统中，尽管速度无法直接测量，但可以通过监测其加速度来推断。当我们知道物体的初始速度时，通过积分计算，可以确定物体的线速度，进一步计算出物体在直线路径上的位移。实质上，倾角传感器利用了惯性原理，作为一种加速度感应设备。
当倾角传感器处于静止状态时，它不会受到侧向或垂直方向的加速度影响，此时作用在传感器上的仅是重力加速度。这个重力作用线与加速度传感器的敏感轴之间的夹角，就是我们所说的倾斜角。这个角度的测量是倾角传感器功能的关键，它为我们提供了关于物体倾斜状态的精确信息。通过解析这个角度，我们可以了解物体的倾斜程度，广泛应用于导航、姿态控制、地质测量等领域。
倾角传感器经常用于系统的水平测量，从工作原理上可分为“固体摆”式、“液体摆”式、“气体摆”三种倾角传感器，倾角传感器还可以用来测量相对于水平面的倾角变化量。