FDR是根据探测器发出的电磁波在不同介电常数物质中反馈电磁波的不同，计算出土壤水分，亦是基于土壤介电常数来测量土壤容积的含水量。土壤介电特性受电磁频率、温度和盐度、土壤容积含水量、束缚水与土壤总容积含水量之比、土壤容重、土壤颗粒形状及其所包含的水的形态的影响。

 

　　FDR通过不断变化的电磁波向探针传播的效应来监测土壤水分。除高粘度的或导电性强的土壤外，其标定的FDR能被广泛应用。FDR探头可做成犁状与机械相连，在机械的行使中做到监测土壤水分，FDR的大部分探头可与数据采集器相连，从而实现实时自动的监测土壤水分。

 

土壤水分传感器采用现场测试土壤水分原理：频域反射原理（FDR），即传感器发射一定频率的电磁波，电磁波沿探针传输，到达底部后返回，检测探头输出的电压，由于土壤介电常数的变化通常取决于土壤的含水量，由输出电压和水分的关系则可计算出土壤的含水量。水分是决定土壤介电常数的主要因素。测量土壤的介电常数，能直接稳定地反应各种土壤的真实水分含量。FDR土壤水分传感器可测量土壤水分的体积百分比，与土壤本身的机理无关，此原理是国际上通用的土壤水分传感器测量方法。