Kum saati, yerçekimi ve akışkanlar mekaniği prensiplerine dayanır. Yerçekimi, kumun aşağı doğru akmasını sağlayan temel kuvvettir. Akış hızı, kum tanecikleri arasındaki sürtünme, taneciklerin birbirine yapışma eğilimi (kohezyon) ve hazne tabanındaki deliğin boyutu gibi faktörlere bağlıdır. Ayrıca, kum saati fizik deneyinde hava direnci de süzülme hızını etkiler; daha yoğun bir ortamda kum taneleri daha hızlı süzülür.