Czujniki pojemnościowe przeznaczone są do bezkontaktowego pomiaru przemieszczenia, odległości, położenia oraz grubości. Ze względu na stabilność sygnału i wysoką rozdzielczość czujniki pojemnościowe są wykorzystywane do zadań pomiarowych w laboratoriach i przemyśle. W monitorowaniu produkcji mierzą grubość powłoki lub nakładanie kleju. Zainstalowane w maszynach monitorują ruchy i pozycje narzędzi.
Czujniki pojemnościowe działają na zasadzie detekcji zmian pola elektrycznego, które pojawia się przed czołem czujnika. Zakres pomiaru czujnika pojemnościowego obejmuje przestrzeń pomiędzy dwiema elektrodami, które tworzą rodzaj kondensatora. Obiekt znajdujący się pomiędzy tymi elektrodami doprowadza do zmiany pojemności, a to powoduje zmianę impedancji kondensatora, co jest przetwarzane w sygnał. Jeśli w polu elektrycznym pomiędzy okładzinami pojawi się jakiś obiekt, oscylator czujnika wytwarza drgania. Gdy stała dielektryczna obiektu zmniejsza się, mniejsza jest również jego odległość od czujnika, co powoduje jego przełączenie.
Bezkontaktowe czujniki pojemnościowe działają na zasadzie pomiaru zmian właściwości elektrycznych pojemności. Pojemność charakteryzuje, w jaki sposób dwa przewodzące obiekty oddzielone od siebie reagują na różnicę napięcia. Podanie napięcia na przewodniki powoduje powstanie między nimi pola elektrycznego, które powoduje gromadzenie się ładunków dodatnich i ujemnych na każdym obiekcie. Jeśli polaryzacja napięcia zostanie odwrócona, obciążenia również się odwrócą.
Czujniki pojemnościowe wykorzystują napięcie przemienne, które powoduje ciągłe odwracanie pozycji obciążeń. Ruch ładunków wytwarza przemienny prąd elektryczny, który jest wykrywany przez czujnik. Większe, bliższe obiekty wytwarzają więcej prądu niż mniejsze, bardziej odległe obiekty. Na pojemność wpływa również rodzaj nieprzewodzącego materiału w przestrzeni między obiektami.
Technicznie pojemność jest wprost proporcjonalna do powierzchni obiektów i stałej dielektrycznej materiału między nimi, a odwrotnie proporcjonalna do odległości między nimi.
W typowych zastosowaniach wykrywania pojemnościowego sonda lub czujnik jest jednym z obiektów przewodzących. Obiekt docelowy jest drugim elementem. Zakłada się, że rozmiar czujnika i celu są stałe, podobnie jak materiał między nimi. Dlatego każda zmiana pojemności jest wynikiem zmiany odległości między sondą a celem. Komponenty elektroniczne są kalibrowane w celu generowania określonych zmian napięcia odpowiadających zmianom pojemności. Te napięcia są skalowane, aby przedstawić określone zmiany odległości. Wielkość zmienionego napięcia dla danej odległości nazywa się czułością.
Czujniki pojemnościowe charakteryzują się niezawodnością i wysoką precyzją pomiarów. Dzięki tym czujnikom można wykryć obiekty metalowe i niemetalowe stosowane w różnych typach materiałów. Dlatego używa się je do wykrywania materiałów w stanie stałym, zarówno tych, które przewodzą prąd elektryczny, jak i tych, które nie przewodzą prądu elektrycznego, substancji ciekłych, a nawet sproszkowanych.