Lo strumento è costituito da due termometri (scala 0-50 °C) posti ai due lati lunghi di una tavola di legno, con al centro una tabella psicrometrica protetta da una lastra di vetro sagomata. Dei due termometri, uno è detto "secco" e l'altro "umido". Il bulbo di quest'ultimo è avvolto in una garza che termina in contenitore cilindrico di vetro appoggiato in un cestello metallico fissato alla tavola e posto alla base dei termometri.

Lo psicrometro misura l'umidità relativa dell'aria.
Il termine psicrometro, coniato nel 1818 dall'inventore tedesco Ernst Ferdinand August (1795-1870), deriva dal greco e significa "misuratore del freddo". Questo strumento igrometrico utilizza il principio che l'aria secca favorisce l'evaporazione, mentre quella umida lo ostacola.
In particolare, il termometro detto "secco" dello strumento, misura la temperatura dell'aria nell'ambiente, mentre l'altro detto "umido", con la garza che avvolge il bulbo imbevuta d'acqua, misura la temperatura dell'acqua a contatto con l'aria: l'evaporazione dell'acqua sottrae calore abbassandone la temperatura in misura inversamente proporzionale all'umidità dell'aria. Il termometro umido, raffreddato dall'evaporazione che gli sottrae calore, segna una temperatura inferiore (o al massimo uguale) a quella del termometro a secco. La lettura contemporanea dei due termometri permette di conoscere, con l'apposita tabella (tabella psicrometrica) posta al centro dello strumento, l'umidità relativa e assoluta dell'aria. Lo scarto termico fra i due termometri corrisponde a 0 quando l'umidità relativa è al 100%.