在此实验中，油滴的运动方向共受四个力量影响：
1. 空气阻力（向上）
2. 重力（向下）
3. 浮力（向上）
4. 电场力（向上）
首先喷入的油滴会因为电场尚未开启而下墬（以重力加速度），并很快的因为与空气的摩擦而到达终端速度（等速下墬）。接着开启电场，假如此电场强度够强（或称电场力，FE），那么将会使部分具有电荷的油滴开始上升。之后选出一个容易观察的油滴，利用电压的调整使油滴固定于电场中央，并使其他油滴墬落。接下来的实验将只针对此一油滴进行。
然后关闭电场使油滴下降，并计算油滴在下墬时终端速度v1，再根据斯托克斯定律（Stokes' Law）算出油滴所受的空气阻力：
F = 6\pi r \eta v_1 \, （空气阻力，方向向上）
v1 为油滴的终端速度；η 为空气的黏滞系数；r 为油滴半径。
重量W（重力）等于体积V乘上密度ρ，且由于使油滴下降的力量为重力，因此下墬加速度为g。假设油滴为完美球型，则重力W可写成
W = \frac{4}{3} \pi r^3 g \rho \, （重力，方向向下）
ρ为油滴密度
不过若要获得较为精确的数值，则重量必须减去空气对油滴造成的浮力（等于和油滴相等体积的空气重量）。假设油滴为完美球型，则浮力B可写成
B = \frac{4}{3} \pi r^3 g \rho_{air} \, （浮力，方向向上）
ρair为空气密度。
上两式合并如下：
W - B = \frac{4}{3} \pi r^3 g(\rho - \rho_{air}) \, （重力 - 浮力）
到达终端速度时加速度为零（等速下降），此时作用于油滴的合力为零，使F与W互相抵销，也就是F = W，由此可得：
r^2 = \frac{9 \eta v_1}{2 g (\rho - \rho _{air})} \,
一但求得r（太小以致无法直接测量），则W也可算出。
再来将电场重新开启，此时作用于油滴的电场力为
F_E = q E \, （电场力，方向向上）
q为油滴电荷；E为电极板之间的电场。
平行板状电极产生的电场则可以下式求得：
E = \frac{V}{d} \,
V为电位差；d为平板之间的距离。
若以较为直截了当的方法，q可经由调整V使油滴固定，再由FE = W算出：
q = \frac{4 \pi r^3 g (\rho - \rho _{air}) d}{3 V} \,
不过这种方法实际上难以实行。因此也可使用较容易操作的方式：稍微再将电压V向上调升，让油滴上升并得到一个新的终端速度v2，再从下式中得到q：
q E - W = 6\pi r \eta v _2 \, （电场力 - 重力 + 浮力 = 油滴向上爬升到达终端速度时所受的空气阻力）
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