Gęstościomierze online mierzą gęstości roztworów bezpośrednio w procesie. Stosowane są do pomiaru różnego rodzaju cieczy, zawiesien czy past. Pomiar online pozwala na skuteczną kontrolę gęstości na różnych etapach procesu, dając możliwość szybkiej reakcji w przypadku wykrycia nieprawidłowości w wykrytej gestości medium. Wśród gęstościomierzy wyróżniamy gęstościomierze refraktometryczne, gęstościomierze izotopowe, gęstościomierze mikrofalowe, wibracyjne mierniki gęstości i lepkości oraz bezinwazyjne gęstościomierze ultradźwiękowe.
Gestościomierz refraktometryczny mierzy stężenie roztworów w oparciu o pomiar współczynnika załamania światła na granicy dwóch ośrodków. Gęstościomierze izotopowe mierzą tłumienie promieniowania gamma przy przejściu przez mierzone medium i na tej podstawie wyliczają gęstość. Gestościomierze mikrofalowe działają w oparciu o pomiar tłumienia mikrofal i/lub pomiar przesunięcia fazowego pomiędzy nadajnikiem i odbiornikiem. Gęstościomierze bezinwazyjne mierzą prędkość rozchodzenia się fali w mierzonym medium i oznaczają gęstość na podstawie zależności pomiędzy prędkością rozchodzenia się dźwięku w danym ośrodku, temperaturą ośrodka oraz jego gęstością.