水分儀的原理主要基於以下兩種方法：
物理測定法。這種方法主要通過加熱樣品使其中的水分蒸發，然後通過測量重量的變化來計算水分含量。具體技術包括鹵素水分測定和紅外線水分檢測。其中，鹵素水分測定儀使用環形鹵素燈對樣品進行加熱，紅外線水分檢測儀則使用紅外線輻射源快速乾燥樣品。這兩種方法都能即時顯示樣品丟失的水分含量，並在乾燥程式完成後鎖定並顯示最終的水分含量值。
化學測定法。這種方法利用特定的化學試劑與水發生反應，通過測量反應結果來計算水分含量。例如，卡爾費休水分測定儀使用卡爾費休試劑與樣品中的水反應，從而測定水分含量。
此外，土壤水分檢測儀採用頻域反射原理(FDR)，通過測量測試區域土壤的介電常數來準確反映土壤的真實水分含量。