気相置換法はピクノメータ法とも呼ばれ、固体・粉体の真密度を測定します。液相置換法と同様、アルキメデスの原理に基づいていますが、置換媒体としてガスを用いるため、微細孔への精度が高いのが特徴です。同一体積を持った空の試料室と比較室の間に遮断弁を設け、試料室を1気圧まで加圧後、遮断弁を開けて比較室へガスを解放すると、試料室の圧力は1/2気圧に低下します。サンプルを入れて試料室の体積が1/2になった場合は、同様の操作によって得られる圧力は1/3気圧になります。
圧力と体積の関係は、気体の状態方程式 PV=nRT（nRT：一定値）に従うため、圧力Pの測定からサンプルの体積Vを計算することができます。