磁编码器由一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，有光电发射和接收器件读取，获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D，每个正弦波相差90度相位差，将C、D信号反向，叠加在A、B两相上，可增强稳定信号；另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。由于A、B两相相差90度，可通过比较A相在前还是B相在前，以判别磁编码器的正转与反转，通过零位脉冲，可获得的零位参考位。磁编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料，玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线，其热稳定性好，精度高，金属码盘直接以通和不通刻线，但由于金属有一定的厚度，精度有限制，其热稳定性要比玻璃的差一个数量级，塑料码盘是经济型的。

磁电编码器原理类似光电编码器，但其采用的是磁场信号。在磁性编码器内部采用一个磁性转盘和磁阻传感器。磁性转盘的旋转会引起内部磁场强度的变化，磁阻传感器检测到磁场强度的变化后再经过电路的信号处理即可输出信号。磁性转盘的磁极数，磁阻传感器的数量及信号处理的方式决定了磁性编码器的分辨率。采用磁场原理产生信号的优势是磁场信号不会受到灰尘，湿气，高温及振动的影响。