有基模勢、滲透勢、壓力勢、重力勢、溫度勢等組成了土壤水勢。。在土壤水分不飽和時水勢主要取決于基模勢。水勢以氣壓單位百帕表示，也可用能量單位表示。水勢的計算方法液相與氣相不同：土壤水分狀況可分別由土壤水分含量和水勢表示，二者之間的關系可用土壤水分含量與對應的自由能對數PF所成的曲線，即土壤水分特征曲線表示。對于土壤水勢的測定一般推薦使用土壤水勢儀，這在土壤水勢的研究中發揮了重要的作用。對于土壤水勢儀測定到的數值十分準確可靠。

    土壤水勢儀對不同質地的土壤的測定研究發現，其特征曲線形狀相似。在同一吸力下，質地越細含水量越大；在同一含水量下則質地越細吸力越大。對于植物來說，同一含水量下以砂土的有效性更高，但砂土吸附水分少，最大水分含量較低。水勢與土壤含水量往往不是單值數量關系，其特征曲線在脫水過程可吸水過程中是不重合的。同樣吸力下土壤水分含量在脫水過程中要比吸水過程中更高，稱為滯后現象。兩個完整的特征曲線稱為滯后現象的主線，當土壤從半濕潤開始排干，或已部分脫水的土壤重新濕潤時，吸力和土壤含水量沿兩條主線間的中間曲線前進。滯后現象與質地有關，砂土較明顯，粘土不明顯。其原因可解釋為：

    (1)單個孔隙的幾何不均一性產生的“墨水瓶效應”。即在排水過程中水分要通過半徑。
    (2)濕潤過程中水分沿毛管前進的彎曲面要比脫水過程中退縮時的接觸角大，即曲率半徑更大，吸力較小。
    (3)濕潤過程中土團內被包圍的空氣降低了土壤的含水量。
    (4)變濕和變干過程中土壤脹縮和老化現象，以及空氣在土壤水中的逐漸溶解，或溶解氣體的釋放，都對滯后現象的形成產生影響。