土壤湿度传感器（或“体积含水量传感器"）测量土壤中的含水量，并可用于估计剖面中储存的水量，或达到所需饱和度所需的灌溉量。这些传感器可以便携式用于即时测量，也可以安装用于长期监测。
没有市售的土壤湿度传感器直接测量水分。相反，他们以可预测的方式测量与含水量相关的其他土壤特性的变化。另一种土壤属性成为含水量的代表。随含水量变化且易于测量的常见土壤特性包括介电常数和基质电位。
测量介电常数的传感器是见的土壤湿度传感器类型。这些传感器使用不同的技术来测量周围土壤的介电常数。
无论传感器使用何种技术，相同的原理都适用：土壤的体积介电常数随体积含水量而变化。
考虑介电常数的一种简单方法是存储电能。传感器在土壤中产生电场。因为水分子是极性的，土壤中未结合的水分子会旋转以与电场线对齐。
未结合的水分子的旋转需要能量——作为势能存储在排列的水分子中。土壤中的水储存的能量越多，土壤的体积介电常数就越高。
为了使任何土壤探头工作，无论哪种类型，它都必须与土壤接触。当土壤探头被土壤包围时，将获得的精度，探头和土壤之间没有间隙或气孔。然后，探头将电信号发送到土壤中，测量响应，并将此信息中继到数据记录仪（或通过互联网连接的无线网络直接传递到云端）。
