一定體積的氣體在恒定的壓力下均勻降溫時，氣體和氣體中水分的分壓保持不變，直至氣體中的水分達到飽和狀態，該狀態下的溫度就是氣體的露點。通常是在氣體流經的測定室中安裝鏡面及其附件，通過測定在單位時間內離開和返回鏡面的水分子數達到動態平衡時的鏡面溫度來確定氣體的露點。

　　一定的氣體濕度對應一個露點溫度。因此測定氣體的露點溫度就可以測定氣體的濕度。由露點溫度可以得到濕度，由露點溫度和所測氣體的溫度則可以得到氣體的相對濕度。

　　高精度冷鏡式露點儀直接給出的量值是露點溫度，確切地說應為“熱力學露點溫度”。世界氣象組織采用的定義是壓力為P，混合比為r的濕空氣的熱力學露點溫度Td，是指在給定的壓力下，濕空氣被水飽和時的溫度。在這個溫度下，濕空氣的飽和混合比rw等于給定的混合比r。

　　被測氣體在恒定的壓力下，以一定的流速掠過逐漸冷卻的金屬鏡面。當金屬鏡面冷卻到某一溫度時，鏡面處氣體中的水分達到飽和而在鏡面上結露（或霜），此時的鏡面溫度就是露點溫度。對于結露，可以采用目視法或者通過光電系統的作用進行判斷。目視法方便簡單但不夠，光電法則準確的多，而且可以進行連續自動測定，自動化程度較高，因此目前市面上的露點儀基本均采用光電法判斷結露。當光電系統已判斷鏡面出現結露現象時，利用熱電偶準確的測定此時鏡面的溫度，即為露點溫度Td，從而即可得知被測氣體中的水分含量。

　　注意高精度冷鏡式露點儀所使用的管道和測量腔室應選用憎水性強的材料，不銹鋼是棒的選擇，其次為聚四氟乙烯、銅和聚乙烯等，應盡量避免使用尼龍或橡膠材質的管道進行露點測量。此外，管道和腔室內壁應盡量保證光潔干凈。