Theo Georgia Highlands College, máy đo nước tiểu hoạt động bằng cách kiểm tra trọng lượng riêng của mẫu nước tiểu. Trọng lượng riêng là đơn vị đo khối lượng riêng của một chất lỏng nhất định. Bằng cách đo trọng lượng riêng của mẫu nước tiểu, các bác sĩ đưa ra suy luận về sức khỏe và chức năng thận của bệnh nhân.
Máy đo nước tiểu có hình trụ bằng thủy tinh để đặt mẫu nước tiểu. Khi mẫu đã được đổ vào ống đong, một chỉ thị nổi được đặt vào mẫu. Mức độ chìm của phao biểu thị trọng lượng riêng của nước tiểu. Nhiều máy đo nước tiểu có các dấu hiệu cho biết mẫu nước tiểu có trọng lượng riêng thấp, trọng lượng riêng vừa phải hay trọng lượng riêng cao. Nước, có trọng lượng riêng không đổi ở nhiệt độ nhất định, được sử dụng để hiệu chuẩn một thiết bị đo nước tiểu.
Lượng chất rắn hòa tan có trong mẫu nước tiểu làm thay đổi trọng lượng riêng của nó. Trong khi nước tinh khiết có trọng lượng riêng là 1,0, các mẫu nước tiểu khỏe mạnh có trọng lượng riêng từ 1,005 đến 1,035. Các mẫu có trọng lượng riêng thấp hơn 1,005 cho thấy nước tiểu loãng, sử dụng thuốc lợi tiểu hoặc suy thận mãn tính. Các mẫu có trọng lượng riêng trên 1,035 có thể cho thấy bị mất nước hoặc bệnh đái tháo đường.