Per la determinazione dell'umidità relativa dell'aria esistono cinque metodi:

1. il metodo del termometro a bulbo bagnato. Esso prevede l'impiego di due termometri con caratteristiche differenti nei bulbi e di un'opportuna tabella. Infatti le grandezze psicrometriche umidità relativa, umidità specifica (proprietà dell'aria), temperatura di "bulbo secco" e di "bulbo bagnato") sono legate l'un l'altra tramite opportune relazioni.

   Il ruolo della garza presente sul bulbo di uno dei due termometri è quello di realizzare una superficie di scambio molto estesa tra l'acqua di cui è imbevuta e l'aria che la lambisce, in modo da poter ritenere che sulla sua superficie la temperatura dell'aria e dell'acqua, nonché la pressione parziale del vapore d'acqua presente nell'aria e la tensione di vapore dell'acqua che imbeve la garza siano assai prossime a condizioni di equilibrio, cioè di saturazione (φ = 100%).

   Il raggiungimento della temperatura di bulbo bagnato, che se l'aria non è in condizioni di saturazione è più bassa di quella segnata dall'altro termometro a "bulbo secco", è il risultato di un equilibrio dinamico tra lo scambio termico per convezione (che avviene per trasferimento di calore sensibile dovuto alla differenza di temperatura tra aria circostante e quella vicinissima alla garza) e il processo di vaporizzazione sulla superficie della garza (coinvolgente il calore latente dovuto alla differenza di pressione parziale tra aria atmosferica e aria in corrispondenza della garza). Semplificando al massimo, a partire da opportune condizioni iniziali in un primo tempo entrambi i processi di scambi termico (sensibile e latente) concorrono nel raffreddare l'acqua della garza, quindi uno dei due (quello sensibile) si inverte. A questo punto, quando i due processi di scambio, ora opposti nel verso, mettono in gioco la stessa potenza termica, il sistema raggiunge un equilibrio dinamico segnalato dal fatto che la temperatura del termometro a bulbo bagnato si stabilizza in corrispondenza di un certo valore, la temperatura di bulbo bagnato propria dell'aria al momento della misurazione.

2. il metodo dell'evaporazione, dovuto a H. V. Regnault nel 1845, che ricorre alla determinazione della cosiddetta temperatura di rugiada propria dell'aria ad una certa temperatura (a bulbo secco) e con una certa quantità di umidità specifica x. La temperatura di rugiada è la temperatura raggiunta dall'aria quando essa subisca un raffreddamento ad umidità specifica x costante fino alla condizione di saturazione, cioè fino a φ = 100%. Si impiegano due termometri, uno a bulbo secco, l'altro con il bulbo inserito in un cilindro d'argento con superficie tirata a lucido contenente etere. L'aria è fatta gorgogliare nell'etere che si raffredda per evaporazione. Non appena sulla superficie esterna del cilindro incomincia a condensare il vapor d'acqua si legge la temperatura (di rugiada) indicata dalla colonnina di mercurio del termometro. Nota quindi anche la temperatura a bulbo secco ricavata dal secondo termometro tramite opportuna tabella si determina con facilità l'umidità relativa dell'aria;
3. il metodo igroscopico, che sfrutta il fatto che alcune sostanze (come per esempio i capelli) variano le loro dimensioni con l'umidità relativa. Nell'igrometro a capello l'umidità relativa è ottenuta direttamente tramite indicatore analogico come funzione della lunghezza del capello in esso contenuto;
4. il metodo chimico, il più preciso ma poco adatto a misurazioni frequenti o continuative, determina l'umidità dell'aria attraverso comparazione tra il peso di una sostanza in grado di adsorbire il vapor acqueoprima e dopo la sua esposizionead una certa quantitàdi aria atmosferica
5. il metodo elettrico, che misura l'umidità atmosferica come funzione della variazione di resistenza elettrica a seguito di adsorbimento di vapor acqueo che presentano alcune sostanze (come il cloruro di litio).