Машина содержит два измерительных канала: канал измерений силы (силоизмеритель) и канал измерений перемещения (измеритель перемещения подвижной траверсы). Перемещение подвижной траверсы является мерой изменения линейных размеров (деформации) испытываемых образцов.

Принцип действия канала измерений силы заключается в преобразовании тензорезисторным датчиком силоизмерителя нагрузки, воздействующей на образец, в электрический сигнал, который передаётся в электронный блок управления, расположенный внутри корпуса машины.

Канал измерений перемещения (измеритель перемещения) имеет оптический преобразователь, регистрирующий вращение ротора электродвигателя, которое определяет перемещение и скорость перемещения подвижной траверсы. Количество электрических импульсов от оптического преобразователя, передаваемых в электронный блок управления, пропорционально перемещению траверсы, а количество импульсов в единицу времени - её скорости. При проведении измерений, испытываемый образец закрепляют в различных приспособлениях (например, зажимах), одно из которых (подвижное) закреплено на подвижной траверсе через датчик силоизмерителя, а другое жёстко связано с машиной. Перемещение подвижной траверсы вызывает воздействие на образец подвижного приспособления, а следовательно, его деформацию вплоть до разрушения. Тип деформации зависит от используемых приспособлений.

Конструктивно машина представляет собой измерительную установку, в основании которой расположены электродвигатель, система привода и электронные схемы питания и управления. На основании установлены одна или две направляющие колонны, вдоль которых перемещается подвижная траверса. Внутри колонн расположены приводные винты. На основании закреплена консоль управления с дисплеем и клавиатурой.

Электронный блок служит для коммутации всех поступающих сигналов и их предварительной обработки. Он обрабатывает сигнал датчика и количество импульсов преобразователя и осуществляет их аналого-цифровое преобразование. Машина функционирует совместно с компьютером. На компьютере должно быть установлено специальное программное обеспечение ATS TestVue, входящее в комплект поставки. Программное обеспечение, используемое при работе машин, аттестовано в соответствии с МИ 2675-2001 ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» 30.06.2009 г. Оно не может быть модифицировано или загружено через стандартные носители информации. Идентификация ПО осуществляется автоматически при его запуске. Компьютер с ПО управляет всеми операциями, производит обработку поступающих от электронного блока цифровых данных, и измеренные значения силы и перемещения отображаются на дисплее. Эти значения затем могут быть использованы для дальнейшего автоматического вычисления различных характеристик испытываемых образцов (относительного удлинения в %, жёсткости образца, модуля упругости, энергии, затраченной на его разрушение и др.). Характеристики образца вычисляются с использованием предварительно введённых данных (например, исходные размеры образца, его плотность и т.п.). Компьютер обеспечивает регулировку скорости перемещения траверсы, хранение измерительных данных, их статистическую обработку и отображение на дисплее различной числовой и графической информации (например, нагрузочных кривых).

Машины испытательные универсальные серии 16хх выпускаются шести модификаций 1601, 1605, 1610, 1620, 1630 и 1660. Модификации машин отличаются измерительными диапазонами, рабочими ходами подвижной траверсы, массой и габаритными размерами. Машины могут быть укомплектованы несколькими датчиками силоизмерителя.