原理

干濕球濕度計由兩支規格完全相同的溫度計組成，一支稱為干球溫度計，溫泡暴露在被測氣體中，用以測量環境溫度，示值用 Ta(ta) 表示。另一支為濕球溫度計，其溫泡用特制紗布包裹，紗布套要保持濕潤。當濕球周圍的空氣處于不飽和狀態時，濕球紗布套上的水分就會不斷蒸發，由于水分蒸發需要吸收熱量，從而使濕球的溫度下降，其示值用 Tw(tw) 表示。濕球水分蒸發的速度與其周圍氣體的水分含量有關，當氣體濕度越低時，水分蒸發越快，濕球溫度亦越低，反之亦然。獲得準確的干、濕球溫度后，借助于濕球方程換算出濕度值。     
由于其簡單及低成本，在過去相當長的一段時間內，干濕球濕度計是使用最多的一種類型。
一個設計及維護較好的濕度計，在溫度 5 ℃ ~80 ℃ 范圍內，若溫度準確度為 ±0.2 ℃ ，相對濕度的準確度約為 ±3%RH 。這種原理的濕度計的準確度依賴于溫度計的準確度。對于某些精確的測量，經常使用鉑電阻溫度計。總起來說，干濕球濕度計是基本測量法，如果使用經過校準的溫度計，并且正確操作，例如阿斯曼濕度計，可以得到準確的、可靠的、可重復的測量結果。因此在過去這種濕度計經常被用做標準。但是許多操作者，特別是在工業領域，沒有足夠的精力和時間，因此得到的結果是不準確的，也是不可靠的，目前干濕球濕度計正逐漸被現代儀器所代替。

優缺點

優點：當相對濕度接近 100%RH 時，可以得到較高的準確度。盡管若濕球溫度計被污染或使用不當時會帶來誤差，但由于該裝置比較簡單，使得維修費用非常低。可以用于室溫高于 100 ℃ 的場合，是基本測量，穩定性好，簡單，便宜，成本低。
缺點： 需要某些技巧以得到準確的測量結果，并需要進行計算才能得到最終結果。要求大量的氣體樣品，并且氣體樣品有可能被濕紗布加濕。當被測氣體的相對濕度低于 15%RH 時，要想使濕球溫度得到足夠的降低很困難。當濕球溫度低于 0 ℃ 時，很難得到可靠的結果。由于要不斷地給濕球溫度計補充水，因此體積不可能太小。由于灰塵、油性物質或其它污染物會污染紗布，或者水流動不足，都會導致濕球溫度偏高，最終導致的相對濕度結果偏高。另外對結果產生影響的因素還有溫度測量誤差、風速、輻射誤差等。在 20 ℃ 時，干濕球溫度差的誤差為 0.1 ℃ 時，相對濕度的誤差為 1%RH 。