回弹仪的基本原理是用弹簧驱动重锤，重锤以恒定的动能撞击与混凝土表面垂直接触的弹击杆，使局部混凝土发生变形并吸收一部分能量，另一部分能量转化为重锤的反弹动能，当反弹动能全部转化成势能时，重锤反弹达到大距离，仪器将重锤的大反弹距离以回弹值(大反弹距离与弹簧初始长度之比)的名义显示出来。
回弹值是反映混凝土的表面硬度。混凝土表面硬度与强度有一定的相关性，因此，通过一系列换算，能够用回弹值推导出混凝土的强度。
从基本工作原理看，通过回弹距离推断混凝土的强度有很大的局限性，因为回弹距离与弹击锤的动能和动能被吸收的方式有关。弹击锤的一部分动能在其运动过程中被机械摩擦吸收，这部分动能与回弹距离无关。另一部分动能在弹击过程中被混凝土吸收，这部分动能与回弹距离直接相关。混凝土吸收的能量与其应力-应变有关，也就是与混凝土的强度和硬度相关。强度和硬度都较低的混凝土所吸收的动能比强度和硬度都较高的混凝土所吸收的动能多，作用于弹击锤使其回弹的动能就少，因此回弹距离短。这样就带来了一个问题，如果混凝土的强度相同而硬度不同，回弹仪的回弹距离就可能不同，因此测定的强度也有可能不同的。同理，如果混凝土的强度不同而硬度相同，回弹距离有可能是相同的，因此测定的强度也可能是相同的。
由于回弹仪仅仅作用于混凝土表面的一点，因此，弹击点附近混凝土的性能对测量结果影响很大。如果弹击点刚好位于一个硬度较大的骨料之上，测得的回弹值就会较大。同样，如果弹击点刚好打在一个空穴之上，由于该点的硬度较低，因此回弹值就会较小。如果弹击点刚好打在钢筋之上且混凝土保护层较薄，此点的硬度会较大，测得的回弹值也会较大。由此可见，单次测量的误差可能很大。
从混凝土的角度看，对回弹值的影响主要来源于混凝土的表层，混凝土内部的性能对回弹值影响较小。因此如果混凝土表面有碳化层，由于碳化层的密实度较高，硬度较大，因此测得的回弹值也就较大。还有，干燥的混凝土表面测得的回弹值会比潮湿表面测得的回弹值大，因此用吸水率较大的木模板浇筑的混凝土，测得的强度有可能大于用钢模板浇筑的混凝土，尽管其强度可能是相同的，甚至钢模板浇筑的混凝土的强度更大些。
混凝土表面的纹理也会影响回弹值。如果表面较粗糙，在弹击时可能会造成表面局部出现微小的开裂或破碎，从而吸收的动能较大，使回弹距离减少，导致测得的强度与实际强度不符。
回弹仪撞击混凝土表面的入射角度会影响混凝土对动能的吸收，从而影响回弹距离。对于同一个混凝土结构，垂直入射和倾斜入射，测得的回弹距离是不同的，因此测得的强度也是不同的。
被测混凝土结构的稳定性也会影响测量结果，如果在弹击瞬间结构发生震动，会影响对动能的吸收，从而影响回弹距离，因此影响测量结果。
