Az IC-kártyás előre fizetett villamosenergia-mérő több szerkezeti részből és komponensből áll, beleértve egy energiamérő egységet, egy IC-kártya interfész egységet, egy adatfeldolgozó egységet és egy kommunikációs interfész egységet. Az energiamérő egység jellemzően egy energiamérő chipből, áramváltókból, feszültségtranszformátorokból és szűrőáramkörökből áll. Az IC-kártya interfész egysége általában tartalmaz egy IC-kártya nyílást, egy IC-kártya olvasó-író áramkört és egy adatfeldolgozó egységet.
Az adatfeldolgozó egység jellemzően mikroprocesszorból, memóriából és kijelzőből áll. Az intelligens mérő „agyaként” működő mikroprocesszor felelős a mintavételezett adatok feldolgozásáért, a kijelző kezeléséért, valamint a külső adatfolyamok cseréjének elősegítéséért. A főbb MCU-megoldások közé tartozik a Freescale S08MZ, S08GW, MCF51EM és Kinetis K30 sorozata; Az STMicroelectronics kis-fogyasztású STM8L és STM32 sorozata; és a Texas Instruments MSP430 sorozata. Az intelligens mérők általában integrálnak egy ESAM biztonsági modult az adatbiztonság érdekében.
A kommunikációs interfész egység jellemzően egy kommunikációs modulból és a hozzá tartozó interfész áramkörből áll. A kommunikációs megoldások magukban foglalják a vezetékes módszereket-, mint például az RS-485 vagy a Power Line Communication (PLC)-, valamint a vezeték nélküli módszereket, például a 4G cellás kommunikációt és az NB-IoT-t (Narrowband Internet of Things). Az olyan vivőmodulációs sémákhoz, mint az OFDM és az S{8}}FSK, különböző gyártók kínálnak dedikált chipeket – például a Freescale MC13260 és az STMicroelectronics ST7590. A vezeték nélküli megoldások túlnyomórészt a ZigBee technológián alapulnak, erre példa a Freescale MC13202 és MC1322x sorozata.