سطح سنج راداری نیز مانند سطح سنج آلتراسونیک و براساس مدت زمان رفت و برگشت موج عمل می‌کند. تفاوت اصلی این دو گروه تجهیز در این است که در سطح سنج راداری، به جای موج آلتراسونیک، موج رادیویی منتشر می‌شود. امواج رادیویی جزء امواج الکترومغناطیسی به حساب می‌آیند و فرکانس بالایی در حد گیگاهرتز دارند. سطح سنج راداری در بلندترین ارتفاع مخزن نصب می‌شود و آنتن آن، امواج رادیویی ارسال می‌کند.
نحوه عملکرد این دستگاه بدین صورت است که امواج راداری توسط یک دیش سهموی یا آنتن شیپوری همانند شکل بالا پیوسته در قالب یک سیگنال فرکانس جاروبی به سطح سیال فرآیندی ارسال می شوند. پس از برخورد سیگنال به سطح مایع بخشی از آن به همان آنتن منعکس شده، و سپس جمع آوری و به دریافت کننده فرستاده می‌شود. در دریافت کننده یک میکروپروسسور زمان بین ارسال پالس و دریافت اکوی برگشتی را با دانستن سرعت موج الکترومغناطیسی که مساوی نور است، محاسبه می‌کند.

این روش غیر تماسی است و چگالی و هدایت الکتریکی ماده موجود در مخزن، تأثیری روی کیفیت اندازه‌گیری ندارد. اما شاید برگ برنده این تجهیز در مقابل سایر رقیبانش این باشد که گرد و غبار و نویز، کوچکترین تأثیری روی عملکرد سطح سنج راداری ندارد.
مخزنی را در نظر بگیرید که برای انبار کردن توده‌ انباشته‌ای از سیمان به کار می‌رود. در این وضعیت، فضای داخل مخزن همواره پر از گرد و غبار است. این گرد و غبار، قادر است عملکرد تجهیزی مانند سطح سنج آلتراسونیک را کاملاً مختل کند. ولی سطح سنج راداری بدون تأثیرپذیری از این موضوع، به کار خود ادامه می‌دهد. از دیگر مزایای این روش می‌توان به تحمل دما تا حدود +450∘C نیز اشاره کرد.