Bij het automatische blokstelsel worden de seinen door de trein zelf bediend. Het berust op het principe van een spoorstroomloop. Een linker spoorstaaf is geïsoleerd. Op beide spoorstaven wordt een elektrische spanning aangesloten. Het gevolg is dat er een relais wordt bekrachtigd (veilige toestand). Rijdt er nu een trein over dit geïsoleerde deel, dan worden de beide spoorstaven door de wielassen van de trein kortgesloten met als gevolg dat het relais afvalt (onveilige situatie). Het geïsoleerde deel van het spoor vormt een blok, het spoorrelais bepaalt de stand van het sein aan het begin van het blok. Bij onbezet spoor is het relais aangetrokken en bij bezet spoor afgevallen. Dit 'ruststroomprincipe' heeft als voordeel dat bij storing het relais afvalt, waardoor het bloksein in de stoptonende stand komt. Wanneer men een aantal van deze geïsoleerde stukken achter elkaar plaatst, dan heeft men een automatisch werkend blokstelsel verkegen. In normale situaties (wanneer het blok niet bezet is) staat het sein in de veilige stand, dit in tegenstelling tot bijvoorbeeld inrijseinen bij stations, die normaliter de stoptonende stand tonen.

blok	hoofdsein

blok	voorsein

Bij het automatisch blokstelsel met armseinen maakte men gebruik van seinpalen die uit Amerika afkomstig waren. Hier werden ze als driestandssein met één seinarm toegepast. Met deze éne arm werd stop, waarschuwing en veilig getoond. Vanwege de grote afstanden daar en om personeel uit te sparen deed men hier al vroeg ervaring op met automatisch beveiligde baanvakken. De NS maakte destijds geen gebruik van dit driestandssysteem en bleef het principe hoofdsein-voorsein trouw.
Het hoofdsein werd bij de NS toegepast als tweestandssein, dus alleen de standen ' stop ' en ' voorbijrijden toegestaan ' werden benut.

Automatische hoofd- en voorseinen werden in Nederland niet aan dezelfde seinpaal gecombineerd. Door een speciale schakeling kwam het voorsein direct na het passeren van de trein in de stand 'waarschuwing', ondanks de veilige stand van het bijbehorende automatische hoofdsein. De seinarmen werden door een elektromotor in de andere stand gebracht en daarin gehouden door een elektromagneet. Wanneer de seinarm in de stand ' voorbijrijden toegestaan ' of ' waarschuwing ' moest komen werd de spanning van de elektromagneet uitgeschakeld. Hierdoor kwam de seinarm door zijn eigen gewicht in de andere stand.

Voor de seinverlichting werd gebruik gemaakt van petroleumverlichting, elektrische verlichting putte de accu's te snel uit. Vanwege de Amerikaanse uitvoering als driestandssein, waardoor als het ware hoofdsein en voorsein met een seinarm gegeven konden worden is nog iets terug te vinden in de vorm van het hoofdsein; de uitsparing voor het derde licht is dichtgemaakt. De seinarmen zelf waren van hout, terwijl de mast en overige delen van metaal waren.

Tussen 1926 en 1986 werd dit seintype in Nederland toegepast, in het begin voor de automatische blokken, maar na de invoering van lichseinstelsel '46 vonden deze seinen alleen nog maar emplooi als afstandsseinen bij stations, wanneer vanwege rivieren of kanalen seinbediening met trekdraden op technische problemen stuitte.