Большинство параметров рассчитывается подсчётом количества оборотов, совершаемых колесом, и времени, за которое они совершаются. Зная длину окружности колеса , которая предварительно вводится в велокомпьютер, можно вычислить скорость и пройденное расстояние. Измерение каденса (частоты вращения педалей) производится аналогичным образом с помощью второго датчика-геркона, устанавливаемого на раме, и магнита, фиксируемого на шатуне, либо путём пересчёта скорости вращения колеса, если известно передаточное отношение (в случае многоскоростных велосипедов для этого требуется специальная система, передающая в велокомпьютер данные о текущей передаче). 

Показания велокомпьютера зависят от давления воздуха в переднем колесе: с продавливанием покрышки статический радиус колеса уменьшается, и оно делает больше оборотов за единицу времени, вследствие чего спидометр велокомпьютера начинает преувеличивать скорость движения. Характерной особенностью большинства велокомпьютеров является запаздывание показаний текущей скорости на 1—4 оборота колеса, поскольку считывание показаний с геркона происходит дискретно (раз за оборот). Сигнал остановки велосипеда (используемый, в частности, для останова секундомера, отсчитывающего время движения) также может запаздывать на 2—4 секунды. 

Существуют проводные и беспроводные модификации велокомпьютеров. В беспроводных вариантах сигнал с геркона передаётся в компьютер с помощью радиосигналов, что позволяет избавиться от проводов, а также использовать велокомпьютер без обязательной установки его на велосипед (существуют варианты, допускающие крепление на руку, как обычные часы). Активно используемый беспроводной велокомпьютер, как правило, требует смены аккумуляторов раз в 2-3 месяца. Столь же активно используемый проводной велокомпьютер требует замены аккумулятора один раз в год, а у некоторых моделей еще реже. 

Большинство современных моделей велокомпьютеров имеют резервное питание, позволяющее не сбивать счетчики километража и настройки времени при смене аккумулятора. Тем не менее, даже в простейших моделях велокомпьютеров после сбрасывания настроек времени и километража, при включении срабатывает функция, позволяющая ввести текущий километраж вручную. Также существуют более дорогие модели велокомпьютеров, в которых информация о положении, скорости и высоте определяется с помощью GPS. Такие модели после поездки можно подсоединить к компьютеру, на котором можно посмотреть на карте путь велосипедиста, его скорость, потраченные калории, а также частоту пульса и каденс (при наличии соответствующих датчиков) и др (например Garmin Edge 705 Cadence & Heart Rate Monitor, некоторые модели мониторов POLAR и SUUNTO). 

Перед поездкой в велокомпьютер можно загрузить путевые точки, показывающие предполагаемый путь и помогающие при ориентировании. Последние модели могут, как и обычные GPS навигаторы, загружать и просматривать карты. Недостатком таких велокомпьютеров, кроме высокой цены, является относительно малое время работы от встроенного аккумулятора (около 8-15 часов, в зависимости от модели и режима работы).