努氏（Knoop）硬度试验基本原理是将两长棱夹角为172°30’、短棱夹角为130°的底面为菱形的金刚石四棱锥体压头（图3.2-1），在一定的试验力作用下压入试样表面，保持一定的时间后，卸除试验力，测量压痕长对角线的长度，如图3.2-2所示，以试验力除以压痕投影面积所得的商表示努氏硬度值。

图3.2-1 努氏金刚石棱锥压头-图3.2-2 努氏硬度试验基本原理图
则努氏硬度的计算公式为：

式中：
HK—— 努氏硬度值（kgf/ mm2）
F—— 试验力（kgf）
S—— 压痕投影面积（mm2）
d—— 压痕长对角线长度（mm）
α—— 压头两长棱夹角（172°30’）
β—— 压头两短棱夹角（130°）
当试验力的单位为N时，努氏硬度值可由下面的公式得出：
1、努氏硬度值的表示

将HK作为努氏硬度值单位的表示符号。由于硬度值与试验条件相关，因此在HK后要标注主要的试验条件。HK前的数字表示硬度值，HK后第1个数字表示试验力（kgf），第2个数字表示不同于10~15s的保荷时间（10~15s是标准试验力保荷时间）。例如：
640HK0.2表示：在0.2kgf试验力作用下保持10~15s测得的努氏硬度值为640。
640HK0.2/30表示：在0.2kgf试验力作用下保持30s测得的努氏硬度值为640。2、努氏硬度与显微维氏硬度的比较

努氏硬度试验原理与显微维氏硬度试验原理基本相同。即将金刚石压头压入试样表面，保持一定的时间后卸除试验力，测量压痕对角线的长度。两种试验方法的区别是：显微维氏硬度试验使用正四棱锥体金刚石压头，而努氏硬度试验使用菱形锥体金刚石压头；显微维氏硬度值是试验力除以压痕表面积所得的商，而努氏硬度值是试验力除以压痕投影面积所得的商。
努氏硬度试验得到的压痕长对角线长度是短对角线长度的7.11倍，根据标准试验方法规定测定长对角线长度，因此测量相对误差比显微维氏硬度的误差要小。在相同试验力下，努氏硬度压头压出的压痕较浅，所以更适于测定薄层的硬度。