微量氧分析儀的原理主要有化學電池法、原電池法、燃料電池法、赫茲電池法和濃差電池法。要檢測的氧氣先通過一個小的毛細口傳感器，然后通過一個疏水膜擴散進入，到達電極表面。傳感器的結構設計保證會有適量的氣體進入與感應電極反應產(chǎn)生足夠的電信號，并同時防止電解液泄漏出傳感器。通過疏水膜擴散進入傳感器里的氣體在感應電極發(fā)生氧化/還原反應，電極間連接一個電阻，這樣，陰極和陽極間會產(chǎn)生一個與氧濃度成正比的電流。通過檢測這個電流，就反應出氣體中的氧濃度。