熱電偶濕度計法
熱電偶濕度計法(thermocouple psychrometer)將一個很小的多孔陶土室埋人土壤中，由於水汽易於通過陶土室，故陶土室內的水汽壓與土壤氣體水汽壓保持平衡。根據熱力學原理，同一系統中各相的自由能應相等，因此系統中液態水(上壤水)的自由能和陶土室中水汽的自由能相等。因為是在恆溫恆壓條件下進行。可忽略溫度、壓力勢和重力勢的影響。這時土壤水的自由能主要包括基模勢和溶質勢，所以可得：
式中，ψ是土水勢，如不考慮溶質勢的影響(如在非鹽鹼地區)，R為氣體常數，T為絕對溫度，Vm為水的摩爾容積(18cm/mol)，p/po就是陶土室內的相對濕度，只要測出陶土室內的相對濕度和溫度、根據公式即可計算出土水勢。這樣可以直接測試土壤根際(半透膜存在條件下)的土水勢。
張力計法
張力計法(tensiomcters)測定基模勢最常用的方法有張力計法、壓力膜法兩種。張力計法在田間、盆栽和室內均可使用。它的底部是一個細孔陶懷，孔徑約在1.0～1.5μm之間，其上連線一塑膠管或抗腐蝕的金屬管，管上連一水銀壓力計或真空壓力表。使用時把陶杯和管內都裝滿無氣水、並使整個儀器密閉。然後埋人土中，使陶杯與土壤緊密接觸，這樣杯內水通過細孔與土山水相連並逐漸達到平衡，此時儀器內的水承受與土壤水相同的吸力，其數值可由真空壓力表或水銀壓力表顯示出來。特別應該注意的是，張力計的水柱內不能有氣泡。整個儀器必須密閉，不能與大氣相通。由於陶杯的孔徑限制、一般只能制定0～-85kpa範圍內的土壤基模勢。超過-85kpa時就有空氣進人陶杯而失效。田間植物可吸收的大部分上壤水的吸力在張力計可測範圍內，因此張力計還可以作為自動灌水系統的調節器。但要注意的是，張力計的讀數並非土壤基質勢值，只是水銀壓力計或真空壓力表的讀數，要得到土壤基質勢值還需進一步換算。
壓力膜法
壓力膜法(pressure membrane apparatus)用壓力膜法可以測量更大範圍的土壤基模勢值、不過需要採集原狀土樣在室內進行。受壓力膜裝置本身設計能力的限制，它的測量範圍在0～-1.5MPa之間。用壓力膜法可以測定土壤的吸水(濕潤)曲線和脫水(釋水)曲線。
電阻塊法
電阻塊法(electrical rpsistance blocks)電阻塊法是將電極埋在多孔的石膏、尼龍或玻璃纖維塊內·當電阻塊被放置在濕土中時，會吸附一定比例的水分，當電阻塊內的水勢與土壤水勢平衡時，水分運動停止，這時測定電阻塊的電導，通過校正曲線可確定土壤的基質勢。
壓力勢的測定
壓力勢存在於土壤水飽和情況下。壓力勢的制定主要要確定地下水位或潛水水深，其值等於側定點距地下水位或潛水水面的深度。地下水位的埋深可由抽水井或水位觀測井確定。
重力勢的測定
重力勢的測定方法是量取被判點與參比高度的垂直距離，量綱與壓力勢相同。在參比高度以上的被側點的重力勢為正值，相反為負值。
土水勢就是在不同條件下土壤水各個分勢的代數和。因此，只要準確測得土壤水的各個分勢，就可以計算出土壤的總土水勢。
