Los trackballs funcionan utilizando sensores ópticos para leer los movimientos de puntos en la superficie de la pelota. Al rastrear la dirección en que se mueven los puntos, la óptica traduce el movimiento de la bola en mover el cursor.
Las unidades de trackball más antiguas usan rodillos o ruedas para registrar el movimiento de la bola dentro de una carcasa cerrada. La fricción de la bola contra estas superficies hace girar pequeñas ruedas motrices, que el dispositivo registra como movimiento en un eje X e Y. Las ruedas tienen pequeños discos de contacto de alambre que emitirían una señal de encendido y apagado al girar la rueda y crear un circuito. Luego, las computadoras tradujeron la cantidad de pulsos en la señal a los movimientos del cursor.
Las variaciones posteriores reemplazaron los discos de contacto con una rueda de forma similar marcada con orificios. La luz LED se muestra a través de los orificios y se lee mediante un sensor óptico. A medida que la luz pasa a través de los orificios hacia el sensor o es interrumpida por la rueda giratoria, crea un pulso similar a los modelos anteriores.
Si bien un primer prototipo se desarrolló y patentó en 1947, el primer trackball se construyó en 1952 para el sistema DATAR de la Royal Canadian Navy. Usó cuatro discos de seguimiento de movimiento y una bola de bolos de cinco pines.
