便攜式煙氣分析儀的工作原理常用兩種，一種是電化學工作原理，另一種是紫外工作原理。市場上的便攜式煙氣分析儀通常是這兩種原理相結合。以下是這兩種便攜式煙氣分析儀的工作原理介紹：
電化學氣體傳感器工作原理：將待測氣體經過除塵、去濕后進入傳感器室，經由滲透膜進入電解槽，使在電解液中被擴散吸收的氣體在規定的氧化電位下進行電位電解，根據耗用的電解電流求出其氣體的濃度。
在一個塑料制成的筒狀池體內安裝工作電極、對電極和參比電極，在電極之間充滿電解液，由多孔四氟乙烯做成的隔膜，在頂部封裝。前置放大器與傳感器電極的連接，在電極之間施加了一定的電位，使傳感器處于工作狀態。氣體在電解質內的工作電極發生氧化或還原反應，在對電極發生還原或氧化反應，電極的平衡電位發生變化，變化值與氣體濃度成正比。可測量SO2、NO、NO2、CO、H2S等氣體，但這些氣體傳感器靈敏度卻不相同，靈敏度從高到低的順序是H2S、NO、NO2、SO2、CO，響應時間一般為幾秒至幾十秒，一般小于1min；它們的壽命，短的只有半年，長則2年、3年，而有的CO傳感器長達幾年。
紫外線氣體傳感器工作原理：光源發出的紫外光經光學視窗進入氣體室，被流經氣體室的被測樣氣所吸收，攜帶被測樣氣吸收信息的光經透鏡匯聚后耦合入光纖，經光纖傳輸送入光譜儀進行分光處理，即可得到氣體的吸收光譜。
在紫外線傳感器的陰極和陽極之間加上電壓后，當紫外線透過石英玻璃管照射在光電面的陰極上時，由于陰極涂敷有電子放射物質，陰極就會發射光電子。在強電場的作用下，光電子被吸向陽極，光電子高速運動時與管內氣體分子相碰撞而使氣體分子電離，氣體電離產生的電子再與氣體分子相碰撞，最終使陰極和陽極間被大量的光電子和離子所充斥，引起輝光放電現象，電路中生成大的電流。當沒有紫外線照射時，陰極和陽極間沒有電子和離子的流動，呈現出相當高的阻抗。
