双轴倾角传感器通过直接测量被测物体的加速度，经过积分运算可以得到物体的线速度，然后进一步可以得到物体的位移。从根本上来说倾角传感器仍是属于惯性传感器，遵循物体运动的惯性定律和积分计算方法。双轴传感器正是基于这个基本原理设计的，此外还有其他测量原理和测量方法。
双轴倾角传感器共用两个敏感轴，计为X轴和Y轴。当敏感轴与重力方向垂直时，每次倾斜一度引起的输出变化值较大；当敏感轴与重力方向呈45度角时，每次引起的变化值较小；当两者接近平行时，每次偏移几乎不再引起输出变化。根据这个原理，双轴倾角传感器可以测量更多类型的物体和测量更多类型的角度，极大提高的测量效率。
