微量氧分析仪的原理主要有化学电池法、原电池法、燃料电池法、赫兹电池法和浓差电池法。要检测的氧气先通过一个小的毛细口传感器，然后通过一个疏水膜扩散进入，到达电极表面。传感器的结构设计保证会有适量的气体进入与感应电极反应产生足够的电信号，并同时防止电解液泄漏出传感器。通过疏水膜扩散进入传感器里的气体在感应电极发生氧化/还原反应，电极间连接一个电阻，这样，阴极和阳极间会产生一个与氧浓度成正比的电流。通过检测这个电流，就反应出气体中的氧浓度。