Przyrząd składa się z dwóch identycznych termometrów, z czego pojemniczek z rtęcią jednego z nich owija się kawałkiem nasiąkliwego batystu, którego jeden koniec zanurzony jest w wodzie - dzięki temu batyst okalający zbiorniczek jest ciągle wilgotny. Termometr wilgotny wskazuje temperaturę niższą niż suchy, wyjątkiem jest całkowite nasycenie powietrza parą wodną (wilgotność 100%) oraz sytuacja, gdy na termometrze wilgotnym występuje lód a wilgotność względna powietrza jest wysoka (wówczas może on pokazać nawet temperaturę wyższą od suchego termometru). Różnica psychrometryczna pozwala w dość precyzyjny sposób obliczyć wilgotność względną powietrza odczytując ją ze specjalnych tablic psychrometrycznych. By zwiększyć i uniezależnić od zmiennych ruchów powietrza Richard Aßmann zbudował Psychrometr Assmanna, w którym ruch powietrza w pobliżu termometrów jest wymuszany przez wentylator.
Metoda ta okazała się na tyle doskonała, że stosowana jest powszechnie do dziś. Zastosowanie psychrometru ogranicza rosnący błąd określenia wilgotności dla niższych temperatur. Poniżej -10 °C pomyłka odczytów o 0.1 °C powoduje błąd wskazań osiągający 6 i więcej procent (tym większy, im niższa temperatura).