Бионический протез, он же биоэлектрический или просто биопротез, работает по следующему принципу: регистрации электрического потенциала, возникающего при сокращении мышц в культе или прокисмально, который считываются специальными мио-датчиками. Мио-датчики, которые обеспечивают корректное считывание этого электрического потенциала, состоят из чувствительных электродов. Они передают считываемый сигнал в нейромодулятор, мозг всего протеза, который совершает обработку полученной информации при помощи компьютерных алгоритмов. В итоге микропроцессор, опираясь на полученный сигнал, за доли секунды формирует команды и направляет их в двигатели, которые и приводят в движение активные части протеза.
Обратная связь в случае очувствления протеза реализуется следующим образом: протез руки с обратной связью передаёт сигналы со своих сенсоров в нейромодулятор, который транслирует управляющий сигнал на периферические нервы, в которые имплантированы стимулирующие и считывающие электроды. С помощью электростимуляции периферических нервов у пациента формируются ощущения (давления, температуры, покалываний) и устойчивого подавления фантомных болей. При использовании протеза с обратной связью пациенты испытывали естественные ощущения, просто прикасаясь кончиками напальчников протеза к предметам. Пионерами в этим направлении является компания «Моторика» и также учёные Сколтеха (Сколковский институт науки и технологий) и ДВФУ (Дальневосточный федеральный университет).