分子結構，像水中的氫-氧鍵會吸收特定波長的近紅外線（特定測量波段1940nm），在特定波長下，所反射回去的近紅外線能量和物料中水分子吸收的近紅外線能量成反比，根據能量的損失量就能計算出被測物料的含水率。
水分子不是靜止的：當遇到特定的能量帶時，它們會振動。水分子中束縛兩個氫原子與氧原子的鍵會伸展、收縮、或以其它形態扭曲。需要外來的能量引起這些振動。需要的能量遍及整個電磁光譜的特定波段。在整個光譜的不同部位，有一些吸收波段十分強烈，有一些十分微弱。在光譜的近紅外部位，該等波段對于水分子特別強烈，同時儀器在發射、過濾和接收能量方面容易實現。
近紅外線測量技術是一種非破壞性，非接觸式的實時測量技術。