Датчиком Холла називають пристрій, за допомогою якого вимірюють величину магнітного поля використовуючи ефект Холу. Датчик Холла складається з напівпровідникової прямокутної пластинки, до якої приєднано чотири електричні виводи. Схематично чутливий елемент датчика Холла показаний на мал. 1.

Ефект Холла полягає в наступному.  Нехай зразок має форму прямокутної пластинки завдовжки l,  шириною d, завтовшки b (см.рис. 1).

      Якщо уздовж зразка пропустити електричний струм I, а перпендикулярно площині пластинки створити магнітне поле B, то на бічних площинах пластинки у напрямі CD виникне електричне поле, яке називають полем Холла. На практиці, як правило, поле Холу характеризують різницею потенціалів, яку вимірюють між симетричними точками З і D на бічній поверхні зразка. Ця різниця потенціалів називається Холловской різницею потенціалів Uхол  або ЭДС Холла eхол.

У класичній теорії провідності ефект Холла пояснюється тим, що в магнітному полі на рухомі електричні заряди діє сила Лоренца, величина і напрям якої визначаються векторним рівнянням:

                                                                                                                                                                            F = e [VB]             ( 1 )

де   B  - вектор індукції магнітного поля ;

                V - швидкість руху зарядів ;

                е - заряд носіїв струму з урахуванням знаку .

Електричне поле Холла  Eхол = V B           ( 2 )

пов'язане c ЭДС Холла εхол, або холловской різницею потенціалів   таким чином:

εхол = Uхол = Eхол *d= VBd              ( 3 )

Сила струму, який протікає через одиницю площі поперечного перерізу зразка, дорівнює щільності струму :

J = enV                  ( 4 )

де п - кількість носіїв струму в одиниці об'єму зразка (концентрація носіїв струму). Звідси сила струму :

I = jbd=enVbd             ( 5 )

Що дає можливість записати :

    V = I / enbd              ( 6 )

          εхол  = IB/ enb       ( 7 )

      Таким чином, ЭДС Холла (чи Uхол) пропорційна силі струму, індукції магнітного поля, і обернено пропорційна до товщини зразка і концентрація носіїв струму в нім.

      На мал. 2 показана характерна залежність  Uхол від магнітного поля при постійному струмі живлення.

      За відсутності магнітного поля ЭДС Холла повинна дорівнювати нулю. Але в результаті різних побічних явищ (наприклад, недостатньо симетричне розміщення вимірювальних електродів датчика) вимірювальний прилад може показати деяку різницю потенціалів Uо навіть за відсутності магнітного поля. Для виключення пов'язаних з цим погрішностей, величину Uо  слідують віднімати від виміряної різниці потенціалів    в магнітному полі.

Однією з основної характеристики датчика Холла є чутливість:

                                                                                                                                                                                                                     γ = ΔUхол/ ΔB .

Чутливість датчика, вказану в його паспортних даних, використовують при визначенні величини індукції виміряного магнітного поля :

                                                                                                                                                                                                                     B =  Uхол / γ .

      Слід мати на увазі, що датчик вимірює перпендикулярну (до площини датчика) складову  вектора магнітного поля. Тому якщо треба вимірювати максимальне значення магнітного поля, то необхідно датчик орієнтувати відповідним чином.

      Для виготовлення датчиків Холу найчастіше використовують напівпровідники InP, InSb, GaAs, Ge, Si. Використання напівпровідників обумовлене тим, що завдяки високій рухливості носіїв струму вони мають велику чутливість до впливу магнітного поля. Чутливий елемент може виготовлятися як з об'ємного матеріалу, так і на основі напівпровідникових плівок на ізолюючих підкладках. Може мати різну форму, що впливає на лінійність залежності вихідного сигналу від магнітного поля, чутливість. Розміри сучасних датчиків Холу можуть не перевищувати 1х1х0.5 мм, струми живлення як правило 1- 100 мА (залежить від величини вхідного опору датчика), чутливість може досягати 1000 мВ/Тл і більш, робочий діапазон температур від - 270 °С до 200 °С. Окрім чутливості одними з основних параметрів датчиків Холла є температурна залежність чутливості вхідного опору, початкового вихідного сигналу Uо. У хороших датчиків вони мають бути незначними.