不同于传统的夹钳式交流电流探头，夹钳式直流电流探头采用霍尔效应原理，直接检测变压器铁心内磁通强度，通过载流导体产生的磁场强度，在直流探头内一个半导体芯片上传感产生涡流感应。这个微型半导体（图 6）放在磁场（B）右角时，同时会产生一个电流（Id），在此半导体上会产生电压（Vh），这个电压称为霍尔电压，它以第一个得出此结论的美国科学家 Edwin Hall 命名。

        当连续产生霍尔驱动电流（Id）时，磁场（B）直接等比例在半导体上形成电流，这样电流以霍尔输出电压（Vh）表示。在常规电流测量上，会产生两个好处：首先，霍尔电压不仅由反相磁场确定，而且由它的强度确定，这样它就可以用在直流电流测量；其次当导体流过的电流改变时，磁场强度也随之改变，并且这种变化为随机动态反应，而且复杂的交流波形也可同时被捕获和测量，并且 具有较高的精度和较低的相位偏移。

        这个探头颚口基本结构按图 7 所示装配，霍尔器件嵌入铁芯用于将测量中的直流电流成份调理成直流电压输出，图中是否使用一个或二个霍尔发生器，由探头的型号决定。好的夹钳式电流探头（如 E3N）在此原理基础上，会具有较好的线性输出和温度补偿网络，在高精度线性输出上，也会同时设计成宽的动态范围和频率响应，有的最高可测量到 1500A 电流的所有应用领域。这种方法测量电流直观简便，不需要昂贵的功耗分流器，并且在复杂的信号和有效值测量中，能精确测量 kHz 以上的交流信号。

        夹钳式直流探头输出以 mV 表示（直流时为 mV DC，交流时为 mV AC），并且可与具有电压输入的大多数仪器配套使用，例如数字万用表、记录器、示波器、手持示波器、记录仪等。有些厂家的夹钳式直流电流探头更采用小直流电流和磁饱和技术，可用在过程电流测量的小电流领域（如法国 C.A 公司 K2 电流探头）。直流电流探头更可提供真有效值(Trms)AC 或 AC+DC 电流测量。随着技术的发展，一些公司（如美国 Tektronix）设计出以上结合以上两种技术的混合式电流探头，将变压器和霍尔效应发生器组合在一个集成单元中，并对输出进行组合，可以测量从直流到 100MHz 带宽的电流信号（如 P6021）。