在一精确恒温并用溶剂蒸气饱和的密闭容器中，通过悬置相同温度的溶剂和溶液各一滴在两个热敏电阻探头上，可以观察到溶液液滴的温度上升。这是因为溶液液滴的蒸气压比溶剂低，导致容器中溶剂的饱和蒸气在溶液液滴上凝结，释放出凝聚热，使溶液液滴的温度上升。当溶液和溶剂的蒸气压接近相等时，温度上升趋于停止，并维持稳定温度。
为了测量这个小温差，我们使用灵敏的热敏电阻元件。将两只匹配好的热敏电阻探头R1和R2置于溶剂的饱和蒸气中，构成惠斯顿电桥的两个相邻桥臂。另外两个桥臂由固定电阻R3和可变电阻R4组成。当在两个热敏电阻探头上各滴一滴溶剂时，两个热敏电阻的温度相同，阻值不变，可以通过调节可变电阻R4将检流计G调至零点。如果在一只热敏电阻探头R1上滴加一滴溶剂，而另一热敏电阻探头R2上滴加一滴其有一定浓度的溶液，则由于溶液与纯溶剂的蒸气压差别，造成两个液滴之间产生恒定的温差△T。溶液液滴温度上升，热敏电阻探头R2的阻值下降，导致惠斯顿电桥不平衡，不平衡信号△Q与两个热敏电阻探头R1和R2上的温差△T成正比。
由于测得的不平衡信号△Q不能反映△T的绝对值，所以无法直接求出溶质的分子量。通常使用已知分子量的标准样品与欲测样品对比进行测定。首先配制不同质量摩尔浓度的标准试样溶液，测量其△Q值，然后以△Q/c为纵坐标，以c为横坐标，绘制直线，外推至c=0时的△Q/c值，即为仪器常数K。然后再配制几种不同质量摩尔浓度的样品溶液，测量△Q，并绘制△Q/c-c图，由绘出的直线，外推出c=0时的△Q/c值，代入下式计算样品的分子量：M=K/（△Q/c）c→0。
在这个测定中，使用的标准试样有联苯甲酰（M=210.24）、三硬脂酸甘油酯（M=89.45）、葡萄糖（M=180.6）、乳糖（M=324.30）、正三十二烷（M=450.85）、八乙酰蔗糖（M=678.6）等。
在测定中使用的溶剂必须能完全溶解样品，具有高蒸气压（低沸点），性质稳定，不引起样品分子缔合或离解。常用的溶剂有苯、甲苯、氯仿、四氯化碳、丙酮等。
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