A estrutura molecular, como a ligação hidrogênio-oxigênio na água, absorve o infravermelho próximo de um comprimento de onda específico (banda de medição específica de 1940 nm), e sob um comprimento de onda específico, a energia do infravermelho próximo refletida de volta é inversamente proporcional à energia do infravermelho próximo absorvida pelas moléculas de água no material, e o teor de umidade do material medido pode ser calculado de acordo com a quantidade de perda de energia.
As moléculas de água não são estáticas: vibram quando se encontram com uma determinada faixa de energia. As ligações que ligam dois átomos de hidrogênio e oxigênio nas moléculas de água podem ser esticadas, contraídas ou distorcidas de outra forma. É necessária energia externa para provocar essas vibrações. A energia necessária abrange uma faixa específica de todo o espectro eletromagnético. Em diferentes partes do espectro, algumas bandas de absorção são muito fortes e algumas são muito fracas. No infravermelho próximo do espectro, essas bandas são particularmente fortes para as moléculas de água, enquanto os instrumentos são fáceis de alcançar em termos de emissão, filtragem e recepção de energia.
A tecnologia de medição de infravermelho próximo é uma tecnologia de medição em tempo real não destrutiva e sem contato.