電容式物位計由電容式物位傳感器和檢測電容的線路組成。其基本工作原理是電容式物位傳感器把物位轉換為電容量的變化，然后再用測量電容量的方法求知物位數值。
電容式物位傳感器是根據圓筒電容器原理進行工作的。其結構如同2個長度為L 、半徑分別為R和r的圓筒型金屬導體，中間隔以絕緣物質，當中間所充介質是介電常數為ε1的氣體時，兩圓筒的電容量為：
C1 = 2πε1L/R(㏑ R/r) (1) 如果電極的一部分被介電常數為ε2的液體（非導電性的）浸沒時，則必須會有電容量的增量△C 產生（因ε2>ε1），此時兩極間的電容量C=C1+△C。假如電極被浸沒長度為l，則電容增量為：
△C = 2π(ε2 - ε1)ι / (㏑ R/r) （2）
當ε2、ε1、R、r不變時，電容量增量△C與電極浸沒的長度l 成正比，因此測出電容增量數值便可知道液位高度。
如果被測介質為導電性液體時，電極要用絕緣物（如聚乙烯）覆蓋作為中間介質，而液體和外圓筒一起作為外電極。假設中間介質的介電常數為ε3，電極被浸沒長度為l，則此時電容器所具有的電容量為：
C = 2πε3ι/ (㏑ R/r) （3）
其中：R 和r 分別為絕緣覆蓋層外半徑和內電極外半徑。由于ε3 為常數，所以C 與l 成正比。