لنقل تسلسل حركة كامل إلى الكمبيوتر، تحتاج عصا التحكم إلى قياس موضعها على محورين: المحور X- (من اليسار إلى اليمين) والمحور Y- (من الأعلى إلى الأسفل). كما هو الحال في الهندسة الأساسية، يشير نظام الإحداثيات X-Y بدقة إلى موقع عصا التحكم.
في تصميم عصا التحكم القياسية، تقوم لوحة الألعاب بتحريك قضيب ضيق مثبت على محورين مشقوقين قابلين للتدوير. يؤدي تحريك عصا التحكم للخلف وللأمام إلى تدوير المحور Y-من جانب إلى آخر. يؤدي تحريكه إلى اليسار واليمين إلى تدوير المحور X-. يؤدي تحريك عصا التحكم قطريًا إلى تدوير كلا المحورين في وقت واحد. عندما تقوم بتحرير عصا التحكم، تقوم عدة نوابض بإعادتها إلى موضعها المركزي.
يحتاج نظام التحكم بعصا التحكم فقط إلى مراقبة موضع كل محور لتحديد موضع عصا التحكم. تحقق أذرع التحكم التناظرية التقليدية ذلك باستخدام مجزئين للجهد أو مقاومات متغيرة.
