与在主管中进行测量的在线式传感器不用，MEMS传感器是在旁路管道中进行测量的。主管道中的层流元件产生一个必须的压差，使小部分流量进入旁路管道。旁路管道内璧上装有带膜的硅芯片，用于测量流量。采用MEMS传感器技术，在这块膜上有一个加热电阻和两个对称的温度传感器（分别位于上游和下游）。如使加热电阻保持在一个恒定温度，则两个温度传感器的电压差即可用于测量旁路通道内流过芯片的气体的质量流量。在该温度传感器的热量低、与介质直接接触，因此具有许多特定的优势，其中之一就是对于流量变化的响应极快。带MEMS传感器的MFC的响应时间只有百毫秒，且灵敏度高，即使流量很小时也是如此。