雖然數字毫秒計的種類很多，但工作原理基本相同。它是利用石英晶體振盪器所產生的10kHz的電脈衝(即每秒內準確產生一萬個脈衝，每個脈衝相隔的時間為0.1ms)在開始計數和停止計數的時間間隔內推動計數器計數，1個脈衝計一個數字。通過計數器所計的數字可以知道從“計”到“停”這段時間的長短，並用數碼管直接顯示出來。現以HMJ型數字毫秒計為例，簡要說明其使用方法。
HMJ型數字毫秒計面板圖“光控”又分為 和 檔，若要求光源被遮住，即光敏二極體不受光照時開始計時，再受光照時停止計時(所計時間為連續遮光時間)，可選用 檔；若要求光敏二極體第一次遮光時開始計時，第二次遮光時停止計時(所計時間為兩次遮光時間間隔)，可選用 檔。
HMJ型毫秒計有三個時間信號檔，可以由計時間隔的長短，根據所需的有效數字的位數加以選擇。0.1ms檔顯示計時讀數在0～0.9999s之間，l ms檔顯示計時讀數在0～9.999s之間，10ms檔顯示計時讀數在0～99.99s之間。
數字毫秒計設有消“零”裝置，方法有“手動”和“自動”兩種。當消零選擇開關撥到“手動”位置時，用手按一下“手動復位”按鈕，顯示的數字即可消掉；當撥到“自動”位置時，顯示的數字在經過一定時間後可自動消除。保留顯示數字時間的長短可用“復位延遲”鏇鈕加以控制。讀數的大小為顯示數字與選擇檔位級別二者的乘積。例如，若數碼管顯示的數字為4017，選擇開關在0.1ms檔，則計時為
4017×0.1=401.7ms=0.4017s
