电容式液位计的核心结构可看作一个圆柱形电容器，主要由内电极、外电极（或参考电极）以及绝缘材料组成。内电极通常为一根金属棒或金属管，沿容器中心垂直安装，其表面包覆一层绝缘层（如聚四氟乙烯、聚乙烯或陶瓷）。外电极则由被测介质本身充当——对于导电液体，导电的液体作为电容器的外电极与内电极形成电容关系；对于非导电液体，通常在容器壁安装辅助电极或采用同轴双电极结构。在工业应用中，电容式液位计分为接触式（电极直接浸入介质）和非接触式（电极安装在容器外壁）两种形式，其中接触式最为常见。变送器部分包括电容/电压转换电路、微处理器和信号输出模块，将电容变化量转换为标准的4-20mA电流信号或数字通讯信号。

电容式液位计基于圆柱形电容器原理工作。电容值C与两电极间的介质介电常数ε、电极有效面积A及电极间距d的关系为C = ε × A / d。当液位变化时，电容的变化源于两种不同的物理机制。对于导电液体（如酸、碱、水等），内电极为金属棒（带绝缘层），外电极为导电液体本身。随着液位上升，内电极被液体浸没的长度增加，相当于电容器的有效面积增大，导致电容值线性增加，仪表通过测量电容增量即可推算液位高度，这一机制中导电液体直接作为外电极参与电容形成。对于非导电液体（如油类、有机溶剂等），两电极均为金属电极（同轴双电极结构），液体作为电极之间的绝缘介质。当液位上升时，电极之间的非导电液体取代了原本的空气，由于液体介电常数（通常为2至10）大于空气介电常数（约为1），电极间的平均介电常数增大，从而引起电容值增加，这一机制中液体作为介电材料填充电极间隙，改变介质常数，而不是充当电极。

无论哪种机制，液位高度与电容值之间均呈线性关系，变送器将电容增量转换为标准信号输出，实现液位连续测量。电容式液位计无可动部件、结构坚固、响应速度快，适用于高温、高压、强腐蚀性介质的液位测量。但其局限性在于：导电液体需绝缘层避免短路；非导电液体介电常数需保持稳定；介质挂壁或结垢可能导致测量误差。该仪表广泛应用于石油、化工、制药、食品、水处理等行业的储罐、反应釜、分离器等设备的液位监测与控制。