Karakteristik dasar prosesor sensor terutama diwujudkan dalam kemampuan pemrosesan data yang efisien, konsumsi daya yang rendah, presisi tinggi, dan kinerja-waktu nyata. Yang pertama dan terpenting, pemrosesan data yang efisien adalah salah satu fitur inti prosesor sensor. Karena sensor biasanya perlu memproses sejumlah besar informasi yang berasal dari dunia fisik, data ini memerlukan konversi dan analisis yang cepat dan tepat. Melalui algoritme bawaan dan modul akselerasi perangkat keras, pemroses sensor dapat secara efisien menjalankan tugas akuisisi, pemfilteran, konversi, dan pemrosesan data, sehingga memastikan respons sistem dan efisiensi operasional.
Konsumsi daya yang rendah merupakan fitur penting lainnya dalam desain prosesor sensor. Banyak-aplikasi berbasis sensor-seperti perangkat Internet of Things (IoT) atau sistem pemantauan jarak jauh-biasanya mengandalkan daya baterai. Oleh karena itu, prosesor sensor harus dirancang dengan mempertimbangkan konsumsi daya yang rendah untuk memperpanjang umur operasional perangkat ini.
Presisi tinggi dan kinerja-waktu nyata adalah atribut utama prosesor sensor dalam berbagai aplikasi-penting dengan presisi. Untuk memastikan data yang diperoleh sensor akurat dan andal, pemroses sensor harus mendukung-Konversi Analog-ke-Digital (ADC) presisi tinggi serta fungsi pemrosesan data yang presisi.