פונקציות הליבה של מכונת בדיקת המתיחה מתממשות באמצעות פעולה מתואמת של המבנה המארח, מערכת השידור, רשת החיישנים ותוכנת הבקרה. המסגרת הראשית עשויה מחומרים- קשיחות גבוהה כדי להבטיח שהמבנה יציב ולא מעוות במהלך הבדיקה. מערכות הילוכים מחולקות בדרך כלל לשתי קטגוריות: הילוכים בורגיים והעברת מתלים: העברת בורג היא בעלת דיוק גבוה אך עלות גבוהה, והיא מתאימה לתרחישי בדיקה שניתנים לשחזור כמו מתכות וחומרים מרוכבים; להעברת מתלים יש עלות נמוכה והיא משמשת בעיקר בתרחישים עם דרישות דיוק נמוכות כמו פלסטיק וגומי.
מדידת כוח מסתמכת על חיישנים להמרת אותות פיזיים לאותות חשמליים. כאשר המדגם נתון למתח, האלמנט האלסטי מתעוות, ומד המתח המחובר אליו מייצר שינוי התנגדות בו זמנית. מעגל המדידה מחשב את ערך הכוח בפועל על ידי זיהוי מתח המוצא. מדידת העיוות משתמשת בטכנולוגיית מקודד פוטואלקטרי. השינוי במרחק בין המהדקים בשני הקצוות של המדגם מניע את פיר המקודד להסתובב. אות הדופק במוצא מומר על ידי המעבד כדי לקבל את כמות העיוות המדויקת. העיקרון של מדידת תזוזת האלומה דומה, ובקרת דיוק ברמת המילימטר- מושגת באמצעות מקודדים פוטואלקטריים.
תוכנת הבקרה משמשת כ"מוח" של המערכת ותומכת בשלושה מצבי בקרה-סגורים של כוח, תזוזה ודפורמציה. במהלך תהליך הבדיקה, המערכת אוספת נתונים בזמן אמת ויוצרת עקומות תזוזה של כוח-, המזהה אוטומטית פרמטרים אופייניים כגון שלבים אלסטיים, נקודות תפוקה ונקודות שבירה. מודלים מתקדמים מצוידים בפונקציות ניתוח עקומה דינמית, שיכולות להציג מספר קבוצות של נתוני בדיקה להשוואה בו-זמנית, ותומכים בייצוא פורמטים של Excel ואחסון בענן.
