零磁通电流传感器的工作原理基于磁-电转换，依赖于磁材料的强非线性。直流电流产生的静磁场没有可测的电效应，如果是线性系统，则系统的输出与输入电流之间没有任何关系，即线性系统不可能通过磁通感应测量直流电流。非线性系统可以在输入的直流电流和输出之间建立联系。
在零磁通电流传感器中，霍尔元件输出与误差放大电路相连，当传感器处于理想平衡状态时，霍尔元件处磁通为零，霍尔元件输出霍尔电势为零。可见，霍尔元件实际上是用于检测零磁通，或者说，是用于检测是否有磁通。
在零磁通电流传感器中，霍尔元件输出的霍尔电势与磁芯中的磁通是否成线性关系，磁芯中的磁通与一次电流是否成线性关系几乎与二次输出无关，对测量精度几乎没有影响，这是零磁通霍尔电流传感器的相对于开环式霍尔电流传感器的一大优势。
零磁通电流传感器广泛应用于变频调速装置、逆变装置、UPS电源、光伏发电、通讯机房、数控机床、微机监测系统、电网监控系统和需要隔离检测电流的各个领域中。