มาตราส่วนสปริงวัดระยะทางที่วัตถุถูกแทนที่ ในขณะที่มาตราส่วนลำแสงทำให้วัตถุสมดุลกับมวลอื่น ทั้งสองวัดมวลของวัตถุ แม้ว่าโดยทั่วไปจะเรียกว่าน้ำหนักของวัตถุก็ตาม
เครื่องชั่งทั้งสองประเภทอาศัยแรงโน้มถ่วงในการทำงาน เครื่องชั่งลำแสงจะปรับสมดุลน้ำหนักที่วางไว้ในระยะทางที่กำหนดตามแนวลำแสงเพื่อให้เท่ากับ แรงดึงดูด บนมวลที่ไม่รู้จัก มวลที่ติดอยู่กับมาตราส่วนสปริงคำนวณจากแรงดึงโน้มถ่วง การกระจัด และความยืดหยุ่นของสปริง
เครื่องชั่งลำแสงมีความสามารถในการวัดมวลขนาดเล็กถึงขนาดใหญ่มาก มันทำงานโดยการย้ายตุ้มน้ำหนักที่ติดมาตามลำแสงจนกว่าแขนจะสมดุลกับวัตถุที่วางอยู่ในถาดที่แนบมา ตามที่จอห์น จี. เว็บสเตอร์ "ตามลำแสงมีตำแหน่งหยักที่ทำเครื่องหมายว่าสอดคล้องกับแรงที่ใช้โดยตุ้มน้ำหนักแบบเลื่อน" ค่ามวลสอดคล้องกับตำแหน่งที่มีรอยบาก ตัวอย่างทั่วไปของคานสมดุลคือตัวอย่างที่ใช้ในสำนักงานแพทย์
มาตราส่วนสปริงจำกัดความสามารถในการวัดมวล เนื่องจากสปริงจะต้องสามารถทนต่อแรงที่วางไว้โดยน้ำหนักของวัตถุ สปริงจึงถูกจำกัดด้วยกำลังความแข็งแรงของสปริง ปริมาณที่สปริงถูกแทนที่โดยวัตถุที่ห้อยอย่างอิสระซึ่งติดอยู่ที่ปลายด้านหนึ่งนั้นสอดคล้องกับมวลจำนวนหนึ่ง ตาม Webster "เมื่อแรงโน้มถ่วงและแรงยืดหยุ่นของความสมดุลสปริง แรงจะถูกอ่านจากมาตราส่วนซึ่งได้รับการสอบเทียบในหน่วยของมวล"