TDR- und FD-Systeme bestimmen den Wassergehalt im Medium Boden durch Messung der dielektrischen Eigenschaften des Mediums zwischen zwei oder mehreren Elektroden.
 
Die FD-Technik bestimmt die Dielektrizitätskonstante des Mediums zwischen den Elektroden kapazitiv. Dabei wird im Prinzip die Ladezeit des Kondensators bestimmt der durch die Elektroden und die Dielektrizität des Mediums gebildet wird.
 
Die TDR-Technik (Time Domain Reflectometry) hingegen bestimmt die Laufzeit eines Pulses durch die im Medium befindlichen Elektrodenstäbe. Die Geschwindigkeit, mit der sich der elektromagnetische Puls im Medium ausbreitet, ist abhängig von dessen Dielektrizität. Im Vakuum ist diese gleich der Lichtgeschwindigkeit.
 
Die Dielektrizitätskonstante von Wasser (ca. 80) ist größer als die von Luft und Bodenbestandteilen (<3 ... 5). Dadurch ist die durch die Laufzeit bzw. Kapazität indirekt bestimmte  Dielektrizitätskonstante ein Maß für den Wassergehalt.
 
Aus messtechnischen Gründen wird in beiden Verfahren eine oszillierende Spannung einer bestimmten Frequenz angelegt, bei kapazitiven Sensoren bis 100 MHz, bei TDR-Verfahren bis 2 GHz. Der größere messtechnische Aufwand macht TDR-Systeme entsprechend teurer.
 
Alle Verfahren messen freies und undefiniert gebundenes Wasser.
 
Temperatur- und frequenzabhängige bodenphysikalische und elektro-magnetische Faktoren wie Energieverlust durch Polarisation und Leitfähigkeit, Bindung des Wassers haben je nach Verfahren unterschiedlich großen Einfluss auf das Ergebnis.
 
Weitere Einschränkungen sind die Einbaubedingungen, Definition des Volumens, Störungen im Volumen und das relativ kleine erfasste Bodenvolumen.
 
Bei zweckmäßiger Systemwahl,  sorgfältigem Einbau und ggf. bodenspezifischer Kalibration sind die Grenzen der Verfahren abschätzbar und so sinnvolle Messungen des Wassergehalts mit allen Verfahren möglich.