Οι πνευμοταχογράφοι διαφοράς πιέσεως διαθέτουν ένα στοιχείο αντιστάσεως ροής, που παρεμβάλλεται στη φορά του αερορρεύματος. Το στοιχείο παρεμβάλλει ελάχιστη αντίσταση στη ροή, σε δύο σημεία (Ανιόν σημείο Ρ1 και κατιόν σημείο Ρ2), που προκαλεί μια μικρή διαφορά πιέσεως. Η διαφορά καταγράφεται μέσω ενός αισθητήρα πιέσεως. Όσο η ταχύτητα ροής αυξάνεται, η διαφορά πιέσεως επίσης αυξάνεται. Παράγεται ένα αναλογικό σήμα, οι μεταβολές του οποίου είναι ευθέως ανάλογες των μεταβολών της ροής. Το ηλεκτρικό σήμα μπορεί να μετρηθεί και να χρησιμοποιηθεί ως
ένδειξη της ταχύτητας ροής. Η χρήση πιέσεως, προκειμένου να μετρηθεί ροή, βασίζεται στο νόμο του Poisseuille, ο οποίος αποδίδεται από την εξίσωση:
V̇=ΔP/R
Η εξίσωση αυτή περιγράφει τη σχέση μεταξύ της ταχύτητας ροής (V̇), της διαφοράς πιέσεως (ΔΡ) και του στοιχείου αντιστάσεως (R). H σχέση της παραπάνω εξισώσεως είναι αληθής, μόνο όταν η ροή μέσω του αισθητήρος είναι γραμμική. Εάν η R είναι γνωστή και σταθερή και η ΔΡ έχει μετρηθεί, η ταχύτητα ροής μπορεί να υπολογισθεί με ευχέρεια. Ο αισθητήρας του σπιρόμετρου θερμαίνεται πλησίον στη θερμοκρασία του σώματος, γεγονός που αποτρέπει τη συγκέντρωση συμπυκνωμάτων μέσα στο όργανο, από την προώθηση υδρατμών που παρασύρονται με την εκπνοή του ασθενούς. Η παραγωγή συμπυκνωμάτων στον αισθητήρα μπορεί να προκαλέσει αύξηση των αντιστάσεων και λανθασμένα αποτελέσματα.
Τα στοιχεία αντιστάσεως στα όργανα αυτά διαφέρουν ευρέως από τύπο σε τύπο. Ο πνευμοταχογράφος τύπου Fleisch χρησιμοποιεί ένα μεταλλικό στοιχείο, αναδιπλούμενο και πτυχωμένο προς σχηματισμό παράλληλων τριχοειδών διαύλων αέρος. Άλλοι τύποι πνευμοταχογράφου χρησιμοποιούν δίκτυα ή εύκαμπτα διαφραγμάτια, προσαρμοσμένα σε μεταβαλλόμενου μεγέθους ανοίγματα.