TDR最早用于实验室中的材料测量。Fellner-Feldegg ^[45]，Davis and Chudobiak ^[33]发现土壤体积含水变化对土壤介电常数影响较大，对其进行了深入研究，提出了著名的土壤介电公式-Topp公式，这奠定了TDR进行土壤水分测量的理论基础，开辟了TDR测量土壤体积含水量的新篇章。自此，TDR成为土壤含水量测量的重要测量方式。

   Davis and Chudobiak ^[33]研究了电磁波相位传播公式，考虑到介电损耗，推导出电磁波传播速度公式为：

    根据电磁场在探针长度上的两次反射时间，可确定其传播速度，通过传播速度，可确定土壤的视在介电常数  。

    大部分TDR设备都是通过高速电压方波脉冲信号（上升沿时间<200ps）进行工作的，方波信号通过同轴电缆以近似平面EM波形式传输，在通过土壤探针时，由于介电常数的变化，TDR设备会接收到探针始端和探针终端的两次反射信号，通过电磁波在土壤介质中的传播时间，可计算出土壤视在介电常数的数值^[34]。

      TDR设备很多，有美国Tektronix公司的1502B/C、波兰Easy Test公司的FOM、德国IMKO公司的TRIME，美国Campbell的TDR200和美国MOHR公司的CT100等设备。

    上世纪80年代开始，TDR研究和测量方法研究非常活跃，以各种TDR测量仪器为手段，Heimovaara ^[46]研究了TDR波形起始点问题，以提高TDR的测量精度；Hook, Livingston, Sun and Hook ^[47]讨论了远端二极管确定TDR反射点的方法。Or and Wraith ^[42]通过试验，总结了温度对TDR的影响规律，指出粘粒含量会影响束缚水的含量，进而改变温度对TDR测量精度的影响大小。Schaap, Robinson, Friedman and Lazar ^[48]研究了TDR在分层土壤中的测量模型，通过试验，确定了不同土壤含水量分层测量的方法。Castiglione and Shouse ^[49]总结了前人经验，确定了一种TDR进行土壤电导的测量新方法。Mojid and Cho ^[50]研究了探针结构对于测量结果的影响，Robinson and Friedman ^[51]通过4种针状和平板状TDR探针试验，认为平板状探针TDR探头的精度较好，但其安装方便程度较针状TDR较差。Robinson and Friedman ^[52]总结了探针长度对TDR测量精度的影响，认为TDR探针越短，土壤电导对其精度的影响越小。但其测量精度因电磁波传播时间过短而降低，所以TDR探针长度不宜过短，一般建议其长度为15cm～30cm。 De Neve and Hofman ^[53] 提出了用TDR进行土壤有机碳检测的思路，Payero, Tarkalson and Irmak ^[54]验证了用TDR进行土壤中NO₃-N检测的可行性。