Istnieją dwie wspólne zasady działania analizatorów gazów spalinowych: elektrochemiczna i podczerwień. Dostępne na rynku przenośne analizatory gazów spalinowych zazwyczaj łączą te dwie zasady. Poniżej znajduje się wprowadzenie do zasad działania tych dwóch typów analizatorów gazów spalinowych:
Zasada działania elektrochemicznego czujnika gazu: Mierzony gaz po odpyleniu i osuszeniu wchodzi do komory czujnika i przechodzi przez przepuszczalną membranę do ogniwa elektrolitycznego. Gaz rozproszony i zaabsorbowany w elektrolicie ulega elektrolizie potencjostatycznej przy określonym potencjale utleniania. Stężenie gazu określa się na podstawie pobranego prądu elektrolitycznego.
Cylindryczne ogniwo wykonane z tworzywa sztucznego zawiera elektrodę roboczą, przeciwelektrodę i elektrodę odniesienia. Przestrzeń pomiędzy elektrodami wypełniona jest elektrolitem, a od góry uszczelniona jest porowata membrana PTFE. Przedwzmacniacz łączy się z elektrodami czujnika, przykładając pewien potencjał pomiędzy elektrodami, aby utrzymać działanie czujnika. Gaz ulega reakcjom utleniania lub redukcji na elektrodzie roboczej w elektrolicie oraz reakcjom redukcji lub utleniania na przeciwelektrodze. Potencjał równowagi elektrody zmienia się, a zmiana ta jest wprost proporcjonalna do stężenia gazu. Może mierzyć gazy, takie jak SO2, NO, NO2, CO i H2S, ale czułość tych czujników gazów jest różna. Kolejność czułości od wysokiej do niskiej to H2S, NO, NO2, SO2 i CO. Czas reakcji wynosi zwykle od kilku sekund do kilkudziesięciu sekund, zwykle poniżej 1 minuty; ich żywotność jest różna i waha się od zaledwie sześciu miesięcy do nawet dwóch lub trzech lat, podczas gdy niektóre czujniki CO mogą wytrzymać kilka lat.
Zasada działania czujnika podczerwieni: W tej metodzie wykorzystuje się zasadę, że różne gazy mają specyficzną charakterystykę absorpcji energii fal elektromagnetycznych w zakresie fal podczerwonych w celu analizy składu i zawartości gazu.
Promieniowanie podczerwone ogólnie odnosi się do promieniowania elektromagnetycznego o długości fal w zakresie od 0,76 μm do 1000 μm. Długości fal podczerwieni faktycznie stosowane w analizatorach gazów na podczerwień wynoszą w przybliżeniu od 1 do 50 μm.