主要由铅笔架和试验台组成，铅笔架与立柱等组成四连杆结构，保证了砝码的重量垂直作用于铅笔芯与试验台的交点上，并使铅笔与试验台成45°夹角，并保持不变。试验台可横向、纵向移动，用它固定涂料样板，并使样板朝着划痕方向滑动，铅笔就在试片上划出相应轨迹来。换用不同铅笔划不同痕迹，据此可判定涂膜的硬度值。
涂膜硬度是涂膜的一种重要物理性能，其大小直接影响涂膜的一些重要使用性能，例如耐磨损性、耐磨粒性能、耐摩擦性、耐划痕性、耐冲击性及涂膜滞留作用及清洗难易等，因此，涂膜硬度是评定涂料性能的必测指标。使用本仪器可方便地测定涂膜硬度。
常用的铅笔硬度计有QHQ型，QHQ-A型。