Kirjutuspliiatsi tööpõhimõte põhineb eelkõige selle pliimaterjali omadustel ja sellega kaasneval füüsikalisel hõõrdumisel. Siin on üksikasjalik selgitus selle tööpõhimõtte kohta:
1. Pliimaterjal
Pliiatsipliia põhikomponendid on grafiidi ja savi segu. Grafiit on pehme süsinikmaterjal, millel on hea määrimine ja juhtivus. Savi lisamine reguleerib plii kõvadust:
Suur grafiidisuhe: plii on pehmem ja jätab paberile kergesti tumedad jäljed (nt B--seeria pliiatsid).
Suur savi suhe: plii on kõvem, mille tulemuseks on heledamad jäljed (nt H--seeria pliiatsid).
2. Hõõrdumine
Kui pliiats liigub üle paberi, tekib juhtme ja paberipinna vahel hõõrdumine. See hõõrdumine koorib ära pisikesed grafiidiosakesed, jättes need paberi pinnale, moodustades nähtavaid jooni või jälgi. Paberi karedus määrab hõõrdumise suuruse:
Kare paber: suurem hõõrdumine, kiirem plii kulumine ja paksemad jooned.
Sile paber: vähem hõõrdumist, mille tulemuseks on peenemad ja ühtlasemad jooned.
3. Surve mõju
Rakendatav surve mõjutab otseselt plii ja paberi vahelist kontaktpinda ning hõõrdumise intensiivsust:
Kerge surve: jätab heledamad jäljed, sobib peeneks joonistamiseks või kirjutamiseks.
Tugev surve: tulemuseks on tumedamad märgid, kiirem plii kulumine ja see võib paberit kahjustada.
4. Juhtimise teritamise roll
Juhtme teritamine vähendab kontaktpinda paberiga, mille tulemuseks on peenemad jooned. Plii kasutamisel kulub see järk-järgult ja muutub nüriks ning kirjutamise tõhususe säilitamiseks on vaja uuesti teritamist.