氧分析仪中的磁式氧分析法利用了氧气具有顺磁性，这一物理性，能将它从大多数气体中区别出来。传感器气室内的两个磁极之间，安装了两个充满氮气的玻璃球（俗称“哑铃”），它们固定在一个可以转动的同轴支架上。被测气体中的氧气会被吸入磁场，产生对球体的作用力，从而对转轴产生一个力矩，这个力矩大小和氧气的含量具有线性关系。
化学电池法的微量氧分析仪指的利用氧化还原电池的原理进行微量氧分析，它的传感器（检测器）是化学原电池，主要由一个阴极，一个阳极和电解液组成，以上部件密封于惰性的壳中，被测气体中的氧进入电池中阴极附近O2得到电子，阳极由金属铅制成，失去电子本身被氧化，电池产生的电子由电路引出然后进行补偿修正放大，即可测出被测气体中的氧含量。
半导体激光吸收光谱技术—利用激光能量被气体分子“选频”吸收形成吸收光谱的原理来测量气体浓度。半导体激光器发射出特定波长激光束（仅被被测气体吸收），穿过被测气体时，激光强度的衰减与被测气体浓度成一定函数关系，因此，通过测量激光强度衰减信息就可以分析获得被测气体的浓度。
氧分析仪常量氧一般要求的测量范围0～100%，微量氧一般要求的测量范围0～10000ppm，氧纯度分析一般要求的测量范围98.00%～100.00%。氧化锆探头是利用氧化锆浓差电势来测定氧含量的传感器，其核心的氧化钻管安置在一微型电炉内，位于整个探头的顶端。氧化锆管是由氧化锆材料掺以一定量的氧化忆或氧化钙经高温烧结后形成的稳定的氧化钻陶瓷烧结体。由于它的立方晶格中含有氧离子空穴，因此在高温下它是良好的氧离子导体。因其这一特性，在一定高温下，当锆管两边的氧含量不同时，它便是一个典型的氧浓差电池，在此电池中，空气是参比气，它与烟气分别位于内外电极。
