کیلومترشمارهای اولیه، به صورت مجموعه‌ای مکانیکی بودند که با دنده‌ها و اعدادی که می‌چرخیدند، مسافت طی شده را گزارش می‌دادند. کیلومترشمار تقریبا مانند یک بخش داخلی از ساعت آنالوگ است که توسط یک میله‌ی انعطاف پذیر (کابل هم‌محور) به هاب چرخ جلو متصل می‌شود. معمولا به دلیل چرخش موازی چرخ‌ها، این میله‌ی انعطاف پذیر، در سنجش سرعت و نمایش آن در سرعت سنج نیز دخالت دارد.
اکثر کیلومترشمارهای موجود، دیجیتالی هستند، که بنابراین خبری از اتصال مکانیکی و کابل هم محور نیست. به جای این موارد، یک سنسور و یک مدار الکتریکی وجود دارد.
در سیستم‌های کیلومترشمار فعلی، معمولا یک پیکاپ مغناطیسی در مجاورت یک چرخ دنده در جعبه دنده (دستی یا خودکار) که جریان الکتریکی را القاء می‌کند، قرار دارد. این سیگنال از طریق سنسور به ECU( کامپیوتر داخلی خودرو) فرستاده می‌شود. ECU این جریان را به ولتاژ مناسب برای استپر موتور (در کیلومترشمارهای مکانیکی) یا برد مدار چاپی (در کیلومترشمارهای دیجیتالی)، تبدیل می‌کند.
با پیشرفت بیشتر در طراحی داشبورد و پنل فرمان، امکان نصب چندین نمایشگر (آنالوگ یا دیجیتال) دیگر، مانند مصرف سوخت، در پنل فرمان ایجاد شد. با استفاده از سیگنال‌های کیلومترشمار و استخراج اندازه‌گیری‌های لازم از ECU، کامپیوتر داخلی خودرو، به راحتی و به دقت، مصرف سوخت را محاسبه می‌کند و به نمایشگر LCD موجود در پنل فرمان، ارسال می‌کند.
در مقایسه با نمونه‌های آنالوگ و قدیمی، سیستم‌های دیجیتالی و مدرن، قطعات بسیار کمتر، کوچک‌تر و سبک‌تر دارند و به ندرت مشکل پیدا می‌کنند. بنابراین، کیلومترشمارهای مدرن، با وجود ویژگی‌هایی چون، اندازه‌گیری مسافت حرکت رو به جلو و عقب و دو مسافت‌سنج، بسیار دقیق‌تر و مفیدتر هستند.
