土壤水分计主要是利用测量土壤的介电常数来测量土壤体积含水率的装置。土壤是由空气、固体和水组成的多孔介质，其中水的介电常数大约是80，固体的介电常数大约是4，而空气的介电常数大约是1。因此，土壤介电常数主要由土壤含水率决定。另外并且内置温度传感器，对外界温度影响产生的变化进行温度修正；每个传感器内部有计算芯片，自动对测量数据进行换算而直接输出物理量，减少人工换算的失误和误差；全部元器件进行严格测试和老化筛选，尤其是高低温应力消除试验，增强弦的稳定性和可靠性；另有三防处理，保证在长期恶劣环境中高成活率的问题。