El instrumento consiste en un recipiente cilíndrico en el que un líquido, habitualmente agua, se hierve.
En 1817, un año después de la muerte del Sabio Caldas, William Hyde Wollaston presentó un hipsómetro mejorado en el que el termómetro dejaba de encontrarse inmerso en agua y pasaba a estar expuesto únicamente a su vapor.
El cálculo a partir de este valor dará finalmente la altura h comprendida entre la línea horizontal desde el ojo del observador hasta la parte superior del objeto cuya altura se quiere determinar.
Finalmente, se debe medir la distancia x del observador al objeto.
Por lo tanto, en el esquema (c) se observa que al usar el principio de los triángulos semejantes, dado que los dos triángulos tienen ángulos idénticos, los lados estarán en proporción: la distancia al objeto x es proporcional a x' , la altura establecida en la escala vertical del hipsómetro; y la altura h del objeto por encima de la línea del ojo de los observadores es proporcional a h' , la lectura de la escala horizontal del hipsómetro.
Dado que: entonces y por lo tanto Del mismo modo, la geometría involucrada en el paso 2 da como resultado el esquema (d): dos triángulos rectángulos.