Thử nghiệm điển hình sử dụng 10 mm (0,39 in) quả bóng thép có đường kính như một vết lõm với 3.000 kgf (29,42 kN; 6.614 lbf) lực. Đối với vật liệu mềm hơn thì sử dụng lực nhỏ hơn; đối với các vật liệu cứng hơn, bi thép được thay thế bằng bi wolfram carbide. Độ lõm được đo và độ cứng được tính như sau:

BHN = 2 P π D ( D − D 2 − d 2 ) {\displaystyle \operatorname {BHN} ={\frac {2P}{\pi D\left(D-{\sqrt {D^{2}-d^{2}}}\right)}}}

Trong đó:

BHN = Chỉ số độ cứng Brinell (kgf/mm2)P = tải trọng tác dụng tính bằng kilogam lực (kgf)D = đường kính đầu lõm (mm)d = đường kính vết lõm (mm)

Độ cứng Brinell đôi khi được biểu thị bằng megapascal; số độ cứng Brinell được nhân với gia tốc trọng trường, 9,80665 m/s2, để chuyển đổi thành megapascal.

BHN có thể được chuyển đổi thành độ bền kéo giới hạn (UTS), mặc dù mối quan hệ này phụ thuộc vào vật liệu và do đó được xác định theo kinh nghiệm. Mối quan hệ này dựa trên chỉ số Meyer (n) từ định luật Meyer. Nếu chỉ số Meyer nhỏ hơn 2,2 thì tỷ số giữa UTS và BHN là 0,36. Nếu chỉ số Meyer lớn hơn 2,2 thì tỷ lệ này sẽ tăng lên.[1]

BHN được chỉ định theo các tiêu chuẩn thử nghiệm được sử dụng phổ biến nhất (ASTM E10-14[2] và ISO 6506–1:2005) là HBW (H từ độ cứng (Hardness), B từ Brinell và W từ vật liệu của đầu đo, Wolfram carbide). Trong các tiêu chuẩn trước đây, HB hoặc HBS được sử dụng để chỉ các phép đo được thực hiện bằng mũi lõm bằng thép.

HBW được tính theo cả hai tiêu chuẩn bằng cách sử dụng đơn vị SI như:

HBW = 0.102 2 F π D ( D − D 2 − d 2 ) {\displaystyle \operatorname {HBW} =0.102{\frac {2F}{\pi D\left(D-{\sqrt {D^{2}-d^{2}}}\right)}}}

Trong đó:

F = tải trọng tác dụng (N)D = đường kính đầu lõm (mm)d = đường kính vết lõm (mm)