由于石油密度计的准确读数是在标准的温度底下设定的，在其他温度下的刻度进行读数仅是密度计的读数，而不是在该温度下的密度。石油密度计测定液体石油产品密度的相关理论依据是按照阿基米德原理。
侧定时将密度计垂直放人液体中，当密度计沉人液体时，排开一部分液体，并受到自上而下的、等于其所排开液体重量的浮力的作用。
依照阿基米德定律，当被石油密度计所排开的液体重量等于密度计本身的重量时，那么密度计就会处于平衡状态，即漂浮于在液体石油产品中。
液体石油产品的密度越大那么浮力也就越大，则漂浮在其中的密度计直立得越高。对应的是液体石油产品密度越小那么它的浮力也越小，则沉没愈深，石油密度计露出液面部分就少。
当石油产品密度不同时，它下沉的程度也不同，即用同一支密度计测定油品密度，在相同条件下，浸入的越多密度越小。
石油密度计上按密度单位刻度，以纯水在4℃时的密度为1g/cm3作为标准刻度标制的。测定时使试样处于规定温度，将它倒入温度大致相同的密度计量筒中，将合适的密度计放入已调好温度的试样中，让它静止。当温度达到平衡后，读取密度计刻度读数和试样温度。
用石油计量表把观察到的密度计读数换算成标准密度。如果需要，将密度计量筒及内装的试样一起放在恒温浴中，以避免在测定期间温度变动太大。
用石油密度计法测定密度在标准温度20℃或接近20℃时较为准确。要在被测试样品物化特性合适的温度下取得密度计读数。这个温度建议接近标准温度20℃，当密度值是用于散装石油计量时，在散装石油温度或接近散装石油±3℃下测定密度。可以减少石油体积修正的误差。对原油样品，要加热到20℃,或高于倾点9℃以上，或高于浊点3℃以上中较高的一个温度。
读取石油密度计刻度值时，对测定透明液体建议先使眼睛处于稍低于液面的位置，慢慢地升到表面，先看到一个不正的椭圆，然后变成一条与密度计刻度相切的直线。
密度计读数为液体下弯月面与密度计刻度相切的那一点。对测定不透明液体，应使眼睛处于稍高于液面的位置观察,密度计读数为液体上弯月面与密度计刻度相切的那一点。
对于使用金属密度计量简测定*不透明试样时，要保证测试样液面装满到距离量筒顶端5mm以内，这样才能准确的读取石油密度计读数。
石油密度计和比重计法都只能测定液体密度，而且测定过程简便、迅速，但准确度却受极小的分度值及测试人员的视力限制，不可能太高。
