Принцип работы крутильных весов заключается в следующем: под действием измеряемых сил стержень начинает поворачиваться в горизонтальной плоскости до тех пор, пока эти силы не уравновесятся силами упругости закрученной нити. 12

По углу поворота стержня можно судить о крутящем моменте измеряемых сил. 1 Например, если один из шариков зарядить электрическим зарядом, а затем поднести к нему одноимённый заряд, то шарик оттолкнётся и повернёт коромысло вокруг оси нити, причём угол отклонения будет пропорционален силе взаимодействия. 3

Также по измеренному моменту и длине плеча силы, равной половине длины стержня, можно вычислить силу взаимодействия, например, заряженных шариков. 1

Конструктивно крутильные весы представляют собой горизонтальный рычаг, подвешенный на длинной упругой нити. 4