通过测量电容器的充电时间来确定介电常数(Ka)，电容器使用土壤作为电介质。电容器的充电时间是土壤介电常数的线性函数。电容传感器通过测量土壤的介电常数来确定其含水量。由于水的介电常数远高于空气或土壤矿物质的介电常数，因此土壤的介电常数是含水量的敏感量度。

传感器施加电压并创建电路（电流流动）。该电流将以取决于土壤中水量的（共振）频率振荡或振动。当您向土壤中加水时，其保持电荷的能力（电容）会发生变化，从而改变电路的振动（谐振频率）。

探头测量（共振频率）的这种变化，并用它来确定土壤水分含量。

由于水和空气之间介电常数的差异以及传感器评估的土壤量非常小，传感器周围的任何气隙都会导致很大的误差。电容传感器需要与它们测量的介质有良好的接触，没有气隙。

测量体积取决于传感器尺寸，大多数传感器的长度在 5cm 到 10cm 之间，但一个传感器的长度为 3m。传感器与基板界面处的影响范围最大，并从那里迅速下降。通常，影响场距离传感器大约 1 厘米。给定一个 3m 长的传感器，距离土壤 1cm，安装时需要格外小心，以确保没有气隙。

电容式传感器的优点是电子元件的成本相对较低。因此，它们是用于非关键水分测量的最常见的全电子土壤水分传感器。