努氏（Knoop）硬度試驗基本原理是將兩長棱夾角為172°30’、短棱夾角為130°的底面為菱形的金剛石四棱錐體壓頭（圖3.2-1），在一定的試驗力作用下壓入試樣表面，保持一定的時間后，卸除試驗力，測量壓痕長對角線的長度，如圖3.2-2所示，以試驗力除以壓痕投影面積所得的商表示努氏硬度值。

圖3.2-1 努氏金剛石棱錐壓頭-圖3.2-2 努氏硬度試驗基本原理圖
則努氏硬度的計算公式為：

式中：
HK—— 努氏硬度值（kgf/ mm2）
F—— 試驗力（kgf）
S—— 壓痕投影面積（mm2）
d—— 壓痕長對角線長度（mm）
α—— 壓頭兩長棱夾角（172°30’）
β—— 壓頭兩短棱夾角（130°）
當試驗力的單位為N時，努氏硬度值可由下面的公式得出：
1、努氏硬度值的表示

將HK作為努氏硬度值單位的表示符號。由于硬度值與試驗條件相關，因此在HK后要標注主要的試驗條件。HK前的數字表示硬度值，HK后第1個數字表示試驗力（kgf），第2個數字表示不同于10~15s的保荷時間（10~15s是標準試驗力保荷時間）。例如：
640HK0.2表示：在0.2kgf試驗力作用下保持10~15s測得的努氏硬度值為640。
640HK0.2/30表示：在0.2kgf試驗力作用下保持30s測得的努氏硬度值為640。2、努氏硬度與顯微維氏硬度的比較

努氏硬度試驗原理與顯微維氏硬度試驗原理基本相同。即將金剛石壓頭壓入試樣表面，保持一定的時間后卸除試驗力，測量壓痕對角線的長度。兩種試驗方法的區別是：顯微維氏硬度試驗使用正四棱錐體金剛石壓頭，而努氏硬度試驗使用菱形錐體金剛石壓頭；顯微維氏硬度值是試驗力除以壓痕表面積所得的商，而努氏硬度值是試驗力除以壓痕投影面積所得的商。
努氏硬度試驗得到的壓痕長對角線長度是短對角線長度的7.11倍，根據標準試驗方法規定測定長對角線長度，因此測量相對誤差比顯微維氏硬度的誤差要小。在相同試驗力下，努氏硬度壓頭壓出的壓痕較淺，所以更適于測定薄層的硬度。