CO2、SO2等極性分子具有永久電偶極矩，因而具有振動和轉動等結構。按量子力學分成分裂的能級，可與入射的特征波長紅外光耦合產生吸收，氣體分子在紅外光波段，具有選擇性吸收譜圖，當特定波長的紅外光通過CO2或SO2氣體后，能產生強烈的光吸收。
由于探測器是將光信號轉換為電信號，當探測器工作在線性區域內，選定某一特定波長并且確定了分析池(吸收池)長度時，由測量光強能換算出混合氣體中被測氣體的濃度，這就是紅外吸收法能定量測量氣體濃度的基本原理。本儀器選定的測量波長：CO2為4.26um，SO2為7.4um。
分析室包括微型紅外光源，反光鏡，調制電機，吸收池，濾光片和探測器。微型紅外光源用電加熱到800℃產生紅外光，經吸收池被CO2、SO2吸收后再經過窄帶濾光片，濾去除上述波長外的其他光輻射的能量，入射到探測器上，則探測器上檢測到的是與CO2、SO2濃度相對應的光強，經過探測器光電轉化為電信號，再經微機進行歸一化定標處理，積分反演成為碳硫元素的百分含量。在光源與吸收池之間放有調制馬達，把光信號調制成64Hz的交變輻射信號。探測器輸出的中心頻率為64Hz。
由熱釋電器件轉化為電信號經前置放大和后級放大后通過數模轉換進入微機，在微機中經線性化運算使之轉換成與CO2、SO2含量成比例的數值。