电容式物位传感器是根据圆筒电容器原理进行工作的。其结构如同2个长度为L 、半径分别为R和r的圆筒型金属导体，中间隔以绝缘物质，当中间所充介质是介电常数为ε1的气体时，两圆筒的电容量为：

　　C1 = 2πε1L/R(㏑ R/r) (1) 如果电极的一部分被介电常数为ε2的液体(非导电性的)浸没时，则必须会有电容量的增量△C 产生(因ε2>ε1)，此时两极间的电容量C=C1+△C。假如电极被浸没长度为l，则电容增量为：

　　△C = 2π(ε2 - ε1)ι / (㏑ R/r) (2)

　　当ε2、ε1、R、r不变时，电容量增量△C与电极浸没的长度l 成正比，因此测出电容增量数值便可知道液位高度。

　　如果被测介质为导电性液体时，电极要用绝缘物(如聚乙烯)覆盖作为中间介质，而液体和外圆筒一起作为外电极。假设中间介质的介电常数为ε3，电极被浸没长度为l，则此时电容器所具有的电容量为：

　　C = 2πε3ι/ (㏑ R/r) (3)

　　其中：R 和r 分别为绝缘覆盖层外半径和内电极外半径。由于ε3 为常数，所以C 与l 成正比。