其測定原理是溶液中有機碳經氧化轉化為二氧化碳，在消除干擾物質后由檢測器測得二氧化碳含量。利用二氧化碳與總有機碳之間碳含量的對應關系，對溶液中的總有機碳進行定量測定。總有機碳分析儀的測定方式主要有三種類型。濕法氧化-非色散紅外檢測，該方式是在樣品經過酸性過硫酸鉀氧化之前經磷酸處理待測樣品，去除無機碳后測定TOC的濃度。但濕法氧化對于含腐殖酸等高相對分子質量化合物的水體氧化不充分。紫外-濕法氧化-非色散紅外檢測，該方式是紫外氧化和濕法氧化兩者的協同作用，針對紫外氧化法無法用于高含量TOC的復雜水體，兩者的協同可以測量污染較重的水體。高溫催化燃燒氧化-非色散紅外檢測，樣品中有機碳在高溫催化氧化條件下轉化為二氧化碳后經非色散紅外（NDIR）檢測，因髙溫燃燒相對*，適用于污染較重水體或是復雜水體，但需考慮樣品的高鹽分對于測定結果的影響問題。此外紫外氧化-非色散紅外檢測、電阻法、紫外吸收光譜、電導法等方式均因穩定性差或對顆粒狀、高相對分子質量有機物氧化不*而未能用于土壤學領域。將土壤、沉積物樣品處理成為溶液樣品時需要考慮一定粒度的漂浮物或可沉固體物質的處理問題。