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卡氏水分測定法，自1935年由卡爾費休提出，采用I2、SO2、吡啶、無水CH3OH(含水量在0.05%以下)配制成試劑，測定出試劑的水當量，在試劑與樣品中的水進行反應后，通過計算試劑消耗量而計算出樣品中水含量。該方法適用于各種物質水分含量的測定。
國際標準化組織把這個方法定為測微量水分國際標準，我們國家也把這個方法定為國家標準測微量水分。因此，應用卡氏水分測定法原理的卡氏水分測定儀具有廣泛的應用范圍，適用于固體、液體和氣體樣品。
原理如下：
在樣品中的水與卡爾費休試劑中的SO2與I2產生氧化還原反應。
I2 + SO2 + 2H2O → 2HI + H2SO4
但這個反應是個可逆反應，當硫酸濃度達到0.05%以上時，即能發生逆反應。如果讓反應按照一個正方向進行，需要加入適當的堿性物質以中和反應過程中生成的酸。經實驗證明，在體系中加入吡啶，這樣就可使反應向右進行。
3C5H5N+H2O+I2+SO2 → 2C5H5NHI(氫碘酸吡啶) +C5H5NSO3(硫酸酐吡啶)
生成硫酸酐吡啶不穩定，能與水發生反應，會消耗一部分水干擾測定結果，為了使其穩定，可加無水甲醇。
C5H5NSO3(硫酸酐吡啶) + CH3OH(無水) → C5H5N·HSO4CH3(甲基硫酸吡啶)
把這上面三步反應寫成總反應式為：
I2+SO2+H2O+3吡啶+CH3OH → 2C5H5NHI(氫碘酸吡啶)+C5H5N·HSO4CH3(甲基硫酸吡啶)
從反應式可以看出1mol水需要1mol碘，1mol二氧化硫和3mol吡啶及1mol甲醇而產生2mol氫碘酸吡啶、1mol甲基硫酸吡啶。這是理論上的數據，但實際上，SO2、吡啶、CH3OH的用量都是過量的，反應完畢后多余的游離碘呈現紅棕色，即可確定為到達終點。
卡爾費休法測定水份，需要注意如下幾點：
1.卡爾費休法適用于多數有機樣品，包括食品中糖果、巧克力、油脂、乳糖和脫水果蔬類等樣品；
2.樣品中有強還原性物料，包括維生素C的樣品不能進行測定。樣品中含有酮、醛類物質的，會與試劑發生縮酮、縮醛反應，必須采用專用的醛酮類試劑測試。對于部分在甲醇中不溶解的樣品，需要另尋合適的溶劑溶解后檢測，或者采用卡氏加熱爐將水份汽化后測定。
3.為防止水分損失應采用粉碎機粉碎固體樣品而不用研磨，細度以40目為宜。
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