由于智能变送器还没有统一的标准，所以人们所说的智能变送器是指信号制式是模拟、数字兼容的，且模拟信号与数字信号共用一条通道，并用HART协议通信的变送器，常见的有HART智能温度变送器、智能压力变送器和智能差压变送器等。智能变送器与全数字化的总线变送器相比，是有很大差别的。
各智能变送器厂商大多采用自行定制的专用集成电路，因此物理结构上的差别也是很大的，云南昌晖仪表制造有限公司在此用智能变送器基本结构的原理框图作介绍，如图所示：
智能变送器基本结构原理图
这样的智能变送器虽然使用了微处理器，且有数字信号，但它仍要与过程控制中的模拟信号(4-20mA)兼容，并作为主要信号，因此在硬件使用中只能采用低功耗器件，并采用通用的集成电路设计，数字电路间的连接一般采用串行接口，以减少连线及降低功耗。
智能变送器使用了微处理器，对被测的过程数据进行计算及操作，由于整台变送器由硬件和软件构成，与常规变送器相比是大不同了。为便于理解，可把智能变送器的逻辑结构看成是由两台仪表组成，一台是数字仪表，另一台是模拟仪表。如下图所示。图中数字仪表由模拟信号调理和数字信号处理两部分组成；而模拟仪表则是数字仪表的模拟形式表现。按运算关系来看，则有三部分运算电路，而且每一部分都是可以单独进行测量和调试的。分述如下。
智能变送器逻辑结构图
首先看数字仪表的输入部分，在微处理器进行运算前，先要进行A/D转换，把传感元件的测量模拟值转换为数字值。微处理器是依据相应的方程式及数据表、传递函数来进行计算，这过程就是模拟信号调理，又称为传感元件调整；这时的输出是被测过程变量的数字表示，也就是手操通信器上读得的数字值PV。这个数字值只与传感元件的极限范围有关，而与所设定的量程及输出电流没有关系。
数字仪表的变换部分是把被测参数的数字值变成等效的直流电流，是依据仪表的零点和满量程值和有关函数来进行计算，计算结果就是仪表输出的数字表示。许多智能变送器都支持用命令使仪表进入一种固定的输出测试模式，即用某一特定的输出值来取代被测参数的正常输出值，供维修中检查使用。在这部分改变量程会影响电流输出，但对于手操通信器读取的数字过程变量没有影响。
模拟仪表主要是进行4-20mA输出电流的调整。其接收数字仪表传来的数字信号，并将该数字信号转换成电流，就产生了实际的模拟电流信号，该电流转换是否准确，是要进行校准的，所以校准模拟电流输出是智能变送器特有的。