总有机碳分析仪是测量和分析有机碳TOC总量的仪器，测定水中碳化物时，钴作为催化剂，在950℃下灼烧。燃烧过程中产生CO2，用非分散红外气体分析仪测量。同时，无机碳酸盐在150℃的低温下燃烧，并测量其CO2含量。从总碳中减去这个CO2，就是有机碳的测量值。将水溶液中的总有机碳氧化成二氧化碳，并测量其含量。根据二氧化碳的碳含量与总有机碳的对应关系，定量测定水溶液中的总有机碳。
总有机碳分析仪有两个基本功能：一是充分氧化水中的总有机碳，生成二氧化碳CO2；其次，测试新产生的CO2。常用的氧化技术有燃烧氧化、紫外线氧化和超临界氧化。CO2的检测方法包括非分散红外检测法、直接电导检测法和选择性薄膜电导检测法。TOC总有机碳分析仪主要由以下几部分组成：进样口、无机碳反应器、有机碳氧化反应器(或总碳氧化反应器)、气液分离器、非光谱红外CO2分析仪和数据处理部分。按测定TOC值的不同原理又可分为差减法和直接法两种。
1、差减法
水样分别注入高温燃烧管(900℃)和低温反应管(150℃)。通过高温燃烧管的水样受到高温催化氧化，使得有机化合物和无机碳酸盐都转化为二氧化碳。通过反应管的水样被酸化，使无机碳酸盐分解为二氧化碳，产生的二氧化碳依次通入非色散红外检测器，从而分别测定水中的总碳(TC)和无机碳(ic)。总碳和无机碳的区别是总有机碳(TOC)。
2、直接法
将水样酸化，充气，分解各种碳酸盐生成二氧化碳，将其排出，然后注入高温燃烧管，即可直接测定总有机碳。而测量误差是由于曝气过程中水样中挥发性有机物的损失造成的，所以测量结果只是吹不出来的有机碳值。TOC电导率检测技术可以测量液态CO2。工业上使用的电导率检测技术主要有两种：一种是直接电导率法，另一种是薄膜电导率检测法(也称选择性电导率法)。两种电导率法的TOC分析仪校准结果稳定，检测精度高。两种技术的主要区别是直接电导法易受混酸、卤代有机物等干扰。薄膜电导率检测技术具有更好的抗干扰性能。