分光红外线分析原理(NDIR)、电化学原理，此外还有氢火焰离子化法(FID)、化学发光法(CLD)、磁气压力法等。
根据不同的原理，就相应有不同结构的检测器(通常称仪器的传感器)，分别适合测试不同类别的气体成分。
分光红外吸收法仪器结构简单、寿命长、测量精度高、反应速度快、运行费用低、操作简便，可用于分析测试CO(一氧化碳)、CO2 (二氧化碳)、HC(碳氢化合物)， NO(氮氧化物)等气体的浓度，因而被广泛用于汽车排放污染物浓度的分析。即特定气体分子(含原子)有特定的波长，可以吸收红外线，并且在恒定条件下其吸收量与气体的浓度成正比。因此，检测器输出电信号，经数据处理后由液晶屏显示部分(如液晶屏)显示出来或将信号输出供后续处理。
电化学法可用于测量O2、NO、SO2 等，检测器是电化学式的，属消耗性的，寿命多为两年以内。此类检测器结构小巧简单、价格低廉、易于更换，但美中不足是寿命短。当有气体通过时会输出与气体浓度成良好线性的电压、电流信号，通过一定的电路处理输送给显示器。
氢火焰离子化法测量HC 具有准确度高、输出与碳原子数成良好线关系的优点，多用于高精度测量试验。此类仪器可以连续长时间测试，反应快、测试精度高、结构简单、易维护，但配套价格昂贵。目前在国内主要用于汽车与发动机的研究开发、汽车与摩托车生产一致性认证与检查。
而化学发光法分析测试N O / N O X 等成分同样具有灵敏度高、反应速度快、线性好等特点。其它类似氢火焰离子化法。因此，用氢火焰离子化法分析HC，用分光原理分析CO、CO2，用磁压法或氧化锆法分析发动机排放的氧，用化学发光法分析NO/NOX ，这些方法被广泛推荐为发动机排气分析的标准方法。但由于他们结构较复杂、配套费用较高(数百万至数千万人民币)、操作不够简便，目前只应用于发动机或汽车/ 摩托车整车排气分析。
仪器的检测器(俗称光学平台)是仪器的心脏部分，内部的光源辐射出来的红外光被调制成一定频率的光束，此光束通过采样(检测室)气室，然后再穿过滤光片进入检测器。样品检测器接收到这些光信号，便转换成电信号输出，系统进行数据处理，从而获得被测气体的相应浓度。
