Đồng hồ đo điện trả trước bằng thẻ IC bao gồm một số bộ phận và bộ phận cấu trúc, bao gồm bộ đo năng lượng, bộ giao diện thẻ IC, bộ xử lý dữ liệu và bộ giao diện truyền thông. Bộ đo năng lượng thường bao gồm chip đo năng lượng, máy biến dòng, máy biến điện áp và mạch lọc. Bộ giao diện thẻ IC thường bao gồm một khe cắm thẻ IC, mạch đọc{2}}ghi thẻ IC và bộ xử lý dữ liệu.
Bộ xử lý dữ liệu thường bao gồm bộ vi xử lý, bộ nhớ và màn hình. Đóng vai trò là “bộ não” của đồng hồ thông minh, bộ vi xử lý có nhiệm vụ xử lý dữ liệu được lấy mẫu, quản lý màn hình và tạo điều kiện thuận lợi cho việc trao đổi các luồng dữ liệu bên ngoài. Các giải pháp MCU chính thống bao gồm dòng S08MZ, S08GW, MCF51EM và Kinetis K30 của Freescale; Dòng STM8L và STM32 công suất thấp của STMicroelectronics; và dòng MSP430 của Texas Instruments. Đồng hồ thông minh thường tích hợp mô-đun bảo mật ESAM để đảm bảo bảo mật dữ liệu.
Đơn vị giao diện truyền thông thường bao gồm một mô-đun truyền thông và mạch giao diện liên quan. Giải pháp truyền thông bao gồm các phương thức có dây-chẳng hạn như RS-485 hoặc Power Line Communication (PLC)-cũng như các phương thức không dây, chẳng hạn như liên lạc di động 4G và NB-IoT (Internet of Things băng thông hẹp). Đối với các sơ đồ điều chế sóng mang như OFDM và S-FSK, nhiều nhà sản xuất khác nhau cung cấp chip chuyên dụng-ví dụ bao gồm MC13260 của Freescale và ST7590 của STMicroelectronics. Các giải pháp không dây chủ yếu dựa trên công nghệ ZigBee, được minh họa bằng dòng MC13202 và MC1322x của Freescale.