烟气分析仪的工作原理常用两种，一种是电化学工作原理，另一种是红外工作原理。目前市场上的便携式烟气分析仪通常是这两种原理相结合。
以下是这两种烟气分析仪的工作原理介绍:电化学气体传感器工作原理:将待测气体经过除尘、去湿后进入传感器室，经由渗透膜进入电解槽，使在电解液中被扩散吸收的气体在规定的氧化电位下进行电位电解，根据耗用的电解电流求出其气体的浓度。在一个塑料制成的筒状池体内安装工作电极、对电极和参比电极，在电极之间充满电解液，由多孔四氟乙烯做成的隔膜，在顶部封装。前置放大器与传感器电极的连接，在电极之间施加了一定的电位，使传感器处于工作状态。气体在电解质内的工作电极发生氧化或还原反应，在对电极发生还原或氧化反应，电极的平衡电位发生变化，变化值与气体浓度成正比。可测量SO2、NO、NO2、CO、H2S等气体，但这些气体传感器灵敏度却不相同，灵敏度从高到低的顺序是H2S、NO、NO2、SO2、CO，响应时间一般为几秒至几十秒，一般小于1min;它们的寿命，短的只有半年，长则2年、3年，而有的CO传感器长达几年。
红外传感器工作原理:利用不同气体对红外波长的电磁波能量具有特殊吸收特性的原理而进**体成分和含量分析。红外线一般指波长从0.76μm至1000μm范围内的电磁辐射。在红外线气体烟气分析仪器中实际使用的红外线波长大约在1~50μm。