制成陶瓷湿敏元件的金属氧化物的结构单元可看做是金属正离子与氧负离子，并在表面以正、负离子交布。由于它未被异性离子屏蔽，因此对电子电荷有不同的吸引力。水是有极性的分子，当它接触元件表面时，由于水离解成H和OH离子，则产生化学吸附。

　　结果，H离子与氧化物表面的氧离子结合，OH离子则与其中的金属离子结合。

　　随着相对湿度增加，在表面OH上形成物理吸附的水分子层。由于化学吸附层中形成的局部电场，促进了物理吸附水的分解，水分解产生一个OH和一个水合氢离子H3O，即2H2O，其电荷输送是通过一个质子附载在水分子上形成水合氢离子。该水合氢离子会自动释放出另一质子给第二个水分子，该分子接收此质子，同时释放出第三个质子，这样周而进行下去。随着水蒸气压力的增加，则形成多层水的吸附层，其表面将被水覆盖，进一步促进上述质子轮动反应，使其电导变化。