Metoda badania twardości metodą Brinella polega na wgniataniu badanego materiału kulką z hartowanego węglika spiekanego o średnicy 10 mm pod obciążeniem 3000 kg.W przypadku miękkich materiałów obciążenie można zmniejszyć do 1500 kg lub 500 kg, aby uniknąć nadmiernych wgnieceń.

Pełne obciążenie jest zwykle stosowane przez 10 do 15 sekund w przypadku żelaza i stali oraz przez co najmniej 30 sekund w przypadku innych metali.Średnicę wgłębienia pozostawionego w badanym materiale mierzy się za pomocą mikroskopu o małej mocy.Numer uprzęży Brinella oblicza się, dzieląc przyłożone obciążenie przez powierzchnię wcięcia.

Średnica wycisku jest średnią z dwóch odczytów pod kątem prostym, a użycie tabeli liczbowej twardości Brinella może uprościć określanie twardości Brinella.

Dobrze skonstruowana liczba twardości Brinella ujawnia warunki testu i wygląda tak: „75 HB 10/500/30”, co oznacza, że ​​twardość Brinella 75 uzyskano przy użyciu hartowanej stali o średnicy 10 mm z obciążeniem 500 kilogramów zastosowanym przez okres 30 sekund.

W badaniach ekstremalnie twardych metali kulka z węglika wolframu jest zastępowana kulką stalową.W porównaniu z innymi metodami badania twardości, kulka Brinella wykonuje najgłębsze i najszersze wgłębienie, więc test uśrednia twardość na większej ilości materiału, co dokładniej uwzględni wielorakie struktury ziarna i wszelkie nieregularności w jednorodności materiału.

Ta metoda jest najlepsza do uzyskania objętościowej lub makrotwardości materiału, zwłaszcza materiałów o niejednorodnej strukturze.