Come già accennato in precedenza, Hall eseguì un esperimento per riuscire a stabilire il segno dei portatori di carica in un conduttore immerso in un campo magnetico e percorso da corrente. Egli utilizzò come conduttore una barretta di rame, attraversata da una corrente continua di intensità nota. Perpendicolarmente alla superficie della barretta fu poi imposto un campo magnetico statico, ottenuto con calamite. In queste condizioni operative si manifesta un fenomeno particolare, detto appunto effetto Hall. Una carica elettrica che scorre attraverso un conduttore in un campo magnetico è sottoposta alla forza trasversale legata al flusso, e questa altera il moto dei portatori di carica spingendoli verso un lato del conduttore. Per avere un esito di facile lettura, il conduttore non dovrà essere cilindrico, ma sottile e molto schiacciato, come una lamina. Quando c'è un accumulo di carica ai lati dei conduttori, ciò equilibra l'influenza magnetica e crea una differenza di potenziale misurabile tra i due lati del conduttore. La piccola striscia di materiale che viene utilizzata come conduttore di elettricità viene chiamato elemento di Hall, ed in genere consiste in un metallo che è conduttore oppure un semiconduttore. Attualmente la soluzione a semiconduttore è la più diffusa per le applicazioni di piccole dimensioni perché è semplice da interfacciare con l'elettronica e quindi da inserire in un sistema di misura digitale, mentre quella a lamina metallica si presta meglio a soluzioni industriali e siderurgiche.
