土壤水分計主要是利用測量土壤的介電常數來測量土壤體積含水率的裝置。土壤是由空氣、固體和水組成的多孔介質，其中水的介電常數大約是80，固體的介電常數大約是4，而空氣的介電常數大約是1。因此，土壤介電常數主要由土壤含水率決定。另外并且內置溫度傳感器，對外界溫度影響產生的變化進行溫度修正；每個傳感器內部有計算芯片，自動對測量數據進行換算而直接輸出物理量，減少人工換算的失誤和誤差；全部元器件進行嚴格測試和老化篩選，尤其是高低溫應力消除試驗，增強弦的穩定性和可靠性；另有三防處理，保證在長期惡劣環境中高成活率的問題。