国内外的土壤水分测定方法主要有：滴定法，Karl Fischer法，称重法，电容法，电阻法，γ射线法，微波法，中子法，核磁共振法，时域反射法（TDR），土壤张力法，土壤水分传感器法，石膏法和红外遥感法。每种测定方法的原理不一样，在应用中的地位不一样，下面简单介绍其中常用的几种方法。

（1）称重法：又称烘干法，即取土样放入烘箱，烘干至恒重。此时土壤水分中自由态水以蒸汽形式全部散失掉，再称重量从而获得土壤水分含量。烘干法还有红外法、酒精燃烧法和烤炉法等一些快速测定法。
（2）中子法：将中子源埋入待测土壤中，中子源不断发射快中子，快中子进入土壤介质与各种原子离子相碰撞，快中子损失能量，从而使其慢化。当快中子与氢原子碰撞时，损失能量大，更易于慢化，土壤中水分含量越高，氢原子就越多，从而慢中子云密度就越大。中子仪测定水分就是通过测定慢中子云的密度与水分子间的函数关系来确定土壤中的水分含量。
（3）γ射线法：与中子仪类似，γ射线透射法利用放射源137Cs放射出γ线，用探头接收γ射线透过土体后的能量，与土壤水分含量换算得到。
（4）土壤水分传感器法：目前采用的传感器多种多样，有陶瓷水分传感器，电解质水分传感器、高分子传感器、压阻水分传感器、光敏水分传感器、微波法水分传感器、电容式水分传感器等等。
（5）时域反射法：即TDR（Time Domain Reflectometry）法，它是依据电磁波在土壤介质中传播时，其传导常数如速度的衰减取决于土壤的性质，特别是取决于土壤中含水量和电导率。
以上五种土壤水分测定方法各有优缺点，如称重法简单直观，中子法可反复测量，时域反射法是目前用的多的方式。那么，在实际操作过程中，我们要有所抉择，多方面考虑，再确定具体使用哪种测定方法。
（6）仪器测量法：土壤水分记录仪。