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。
在进行微量氧分析时，由于空气中氧含量高达21%，故而如果处理不当极易造成对样品的污染和干扰，出现分析结果数据不正常。以下是测试过程中需要注意的各个方面。
1、泄漏
微量氧分析仪在初次启用前必须严格检漏。仪器只有在严密不漏的前提下,才能获得准确数据结果。任何连接点，焊点，阀门等处的不严密，将会导致空气中的氧反渗进入管道及仪器内部，从而得出含氧量偏高的结果。
2、污染
在重新使用仪器时，首先须注意在连接取样管路时是否漏入空气。并且必须认真将漏入空气吹除干净，尽量不使大量氧气通过传感器以延长传感器寿命。在管道系统净化过程中，为缩短净化时间，需要有一定的方法，一般使用高压放气及小流量吹除交替进行可迅速净化管道。
3、背景气的干扰
如燃料电池式分析仪，不同的主背景气，会影响分析结果。并且少量的氢气也会对分析结果产生较大的影响。对于样气中含有微量酸性气体的情况，只有特殊型式的分析仪才能排除于扰，防止传感器中毒，给出正确分析数据。其他燃料电池式微量氧分析仪均不能用于酸性气体分析。
4、气路系统的简化及洁净
微量分析要求必须有效排除气路上的各种管件，阀门，表头等中的死角对样气造成的污染。因此，应尽可能简化气路系统，选用死角小的连接件等。并且，避免使用水封，油封及腊封等设备，防止溶解氧逸出造成污染，更需避免在样气引出至仪器进口的管线上增加易造成污染的净化设备等。只有这样才能保证系统洁净，所得数据准确。
