Per transmetre una seqüència de moviment completa a l'ordinador, el joystick ha de mesurar la seva posició en dos eixos: l'eix -X (d'esquerra a dreta) i l'eix Y- (de dalt a baix). Com en la geometria bàsica, el sistema de coordenades X-Y indica amb precisió la ubicació del joystick.
En un disseny estàndard de joystick, un gamepad mou una vareta estreta muntada en dos eixos ranurats giratoris. En moure el joystick cap endavant i cap enrere, es fa girar l'eix Y-d'un costat a l'altre. En moure'l cap a l'esquerra i la dreta es gira l'eix X-. Moure el joystick en diagonal fa girar els dos eixos simultàniament. Quan deixeu anar el joystick, diversos ressorts el tornen a la seva posició central.
Un sistema de control del joystick només necessita controlar la posició de cada eix per determinar la posició del joystick. Els joysticks analògics tradicionals ho aconsegueixen mitjançant dos divisors de tensió o resistències variables.
