煙氣分析儀的工作原理常用兩種，一種是電化學工作原理，另一種是紅外工作原理。目前市場上的便攜式煙氣分析儀通常是這兩種原理相結合。
以下是這兩種煙氣分析儀的工作原理介紹：
電化學氣體傳感器工作原理：將待測氣體經過除塵、去濕后進入傳感器室，經由滲透膜進入電解槽，使在電解液中被擴散吸收的氣體在規定的氧化電位下進行電位電解，根據耗用的電解電流求出其氣體的濃度。
在一個塑料制成的筒狀池體內安裝工作電極、對電極和參比電極，在電極之間充滿電解液，由多孔四氟乙烯做成的隔膜，在頂部封裝。前置放大器與傳感器電極的連接，在電極之間施加了一定的電位，使傳感器處于工作狀態。氣體在電解質內的工作電極發生氧化或還原反應，在對電極發生還原或氧化反應，電極的平衡電位發生變化，變化值與氣體濃度成正比。可測量SO2、NO、NO2、CO、H2S等氣體，但這些氣體傳感器靈敏度卻不相同，靈敏度從高到低的順序是H2S、NO、NO2、SO2、CO，響應時間一般為幾秒至幾十秒，一般小于1min；它們的壽命，短的只有半年，長則2年、3年，而有的CO傳感器長達幾年。
紅外傳感器工作原理:利用不同氣體對紅外波長的電磁波能量具有特殊吸收特性的原理而進行氣體成分和含量分析。
紅外線一般指波長從0.76μm至1000μm范圍內的電磁輻射。在紅外線氣體分析儀器中實際使用的紅外線波長大約在1~50μm