ישנם שני עקרונות עבודה נפוצים עבור מנתחי גזי פליטה: אלקטרוכימיים ואינפרא אדום. מנתחי גזי פליטה ניידים בשוק משלבים בדרך כלל את שני העקרונות הללו. להלן מבוא לעקרונות העבודה של שני סוגים אלה של מנתחי גזי פליטה:
עקרון העבודה של חיישן גז אלקטרוכימי: הגז שיימדד, לאחר הסרת אבק והסרת לחות, נכנס לתא החיישן ועובר דרך קרום חדיר לתוך התא האלקטרוליטי. הגז שמתפזר ונספג באלקטרוליט עובר אלקטרוליזה פוטנציוסטטית בפוטנציאל חמצון מוגדר. ריכוז הגז נקבע על סמך הזרם האלקטרוליטי הנצרך.
תא גלילי עשוי פלסטיק מכיל אלקטרודה עובדת, אלקטרודה נגדית ואלקטרודת ייחוס. החלל בין האלקטרודות מלא באלקטרוליט, וממברנת PTFE נקבובית אטומה בחלק העליון. קדם מגבר מתחבר לאלקטרודות החיישן, ומפעיל פוטנציאל מסוים בין האלקטרודות כדי לשמור על החיישן בפעולה. הגז עובר תגובות חמצון או הפחתה באלקטרודה הפועלת בתוך האלקטרוליט, ותגובות הפחתה או חימצון באלקטרודה הנגדית. פוטנציאל שיווי המשקל של האלקטרודה משתנה, ושינוי זה עומד ביחס ישר לריכוז הגז. הוא יכול למדוד גזים כגון SO2, NO, NO2, CO ו-H2S, אך הרגישות של חיישני גז אלו משתנה. סדר הרגישות מגבוה לנמוך הוא H2S, NO, NO2, SO2 ו-CO. זמן התגובה הוא בדרך כלל מספר שניות עד עשרות שניות, בדרך כלל פחות מדקה אחת; תוחלת החיים שלהם משתנה, מקצרה כמו שישה חודשים ועד שנתיים או שלוש שנים, בעוד שחלק מחיישני CO יכולים להימשך מספר שנים.
עיקרון העבודה של חיישן אינפרא אדום: שיטה זו משתמשת בעקרון שלפיו לגזים שונים יש מאפייני ספיגה ספציפיים עבור אנרגיית גל אלקטרומגנטי באורכי גל אינפרא אדום כדי לנתח את הרכב ותכולת הגז.
קרינת אינפרא אדום מתייחסת בדרך כלל לקרינה אלקטרומגנטית עם אורכי גל הנעים בין 0.76 מיקרומטר ל-1000 מיקרומטר. אורכי הגל האינפרא אדום המשמשים בפועל מנתחי גז אינפרא אדום הם בערך 1 עד 50 מיקרומטר.