纳米压痕仪可以对各种材料的纳米力学特性进行测试。搭载纳米力学驱动传感器，在测试过程中，通过压头对样品施加力/载荷，来研究相应的位移。通过两片板簧保证压痕部件的稳定性和大的横向刚度。另一个纳米力学驱动传感器的核心部件是电容传感器，用来对位移进行测量，并转换成压力、应力和弹性模量。
传统的压痕测量是将一特定形状和尺寸的压头在一垂直压力下将其压入试样，当压力撤除后。通过测量压痕的断截面面积，人们可以得到被测材料的硬度。这种测量方法的缺点之一是仅仅能够得到材料的塑性性质，另一个缺点就是这种测量方法只能适用于较大尺寸的试样。
新兴纳米压痕方法是通过计算机控制载荷连续变化，在线监测压深量，由于施加的是超低载荷，加上监测传感器具有优于1nm的位移分辨率，所以，可以获得小到纳米级的压深，特别适用于测量薄膜、镀层、微机电系统中的材料等微小体积材料力学性能可以在纳米尺度上测量材料的各种力学性质，如载荷-位移曲线、弹性模量、硬度、断裂韧性、应变硬化效应、粘弹性或蠕变行为等。
随着纳米压痕技术的不断发展和完善，压痕仪在材料力学性能的研究中得到了广泛应用。它不但可以给出材料的硬度和弹性模量值，而且可以定量表征材料的流变应力和形变硬化特征、摩擦磨损性能、阻尼和内耗特性(包括储存模量和损失模量值)、蠕变的激活能和应变速率敏感指数、脆性材料的断裂韧性、材料中的残余应力、材料中压力诱发相变的问题、薄膜材料的力学性能等。实际上，任何一个可以从单轴拉伸和压缩测试得到的力学性能参数都可以用压痕的方法得到。
