微量氧氣分析儀的分析原理有兩種，這里首先介紹燃料電池法微量氧分析儀。采用*密封的燃料池氧傳感器是當前*的測氧方法之一。燃料池氧傳感器是由高活性的氧電極和鉛電極構成，浸沒在KOH的溶液中。在陰極氧被還原成氫氧根離子，而在陽極鉛被氧化。
溶液與外界有一層高分子薄膜隔開，樣氣不直接進入傳感器，因而溶液與鉛電極不需定期清洗或更換。樣氣中的氧分子通過高分子薄膜擴散到氧電極中進行電化學反應，電化學反應中產生的電流決定于擴散到氧電極的氧分子數，而氧的擴散速率又正比于樣氣中的氧含量，這樣，該傳感器輸出信號大小只與樣氣中的氧含量相關，而與通過傳感器的氣體總量無關。通過外部電路的連接，反應中的電荷轉移即電流的大小與參加反應的氧成正比例關系。
采用此方法進行測氧，可以不受被測氣體中還原性氣體的影響，免去了許多的樣氣處理系統。它比老式原電池測氧更快速，不需要漫長的開機吹除過程，原電池樣氣直接進入溶液中，導致儀器的維護量很大，而燃料電池法樣氣不直接進入溶液中，傳感器可以非常穩定可靠的工作很長時間。事實上，燃料電池氧傳感器是*免維護的。但是在使用過程中，需要經常校準，確保其測試的準確性，目前市面上的燃料電池電化學氧傳感器以國外的傳感器比較穩定。
微量氧氣分析儀的性能特點概括有如下幾方面：
1、一體式設計減少外部干擾對測量值的影響；
2、探頭采用特殊材料，使其耐腐蝕能力更強；
3、高防護等級的儀表外殼；
4、內置顯示和按鍵設計，即使在惡劣的環境下也能保證儀表部分的使用壽命；
5、標準法蘭式安裝，使得安裝簡單方便；
6、高精度的溫度自動補償系統，消除環境溫度的影響；
7、操作簡單、使用壽命長、易維護。
