微量水分析儀利用電解水分子為氫氣與氧氣的原理。傳感器由一個玻璃材質的圓柱和兩根并行的電極組成。電極材質通常由鉑或銠金屬絲制成，并在兩根電極之間涂有很薄的一層磷酸H3PO4。當兩電極之間出現電解電流時，酸中的水分會被分解為氫氣和氧氣。這一過程的最終產物是五氧化二磷，這是一種高吸濕性物質，因此會從樣氣中吸收水分。通過連續的電解過程，樣氣的水分含量與電解后的水分是平衡的。電極電流與樣氣中水分含量成比例，信號經過儀器內部信號放大器處理后顯示并讀出數據。
這種原理可以用來測量各種氣體，包括Cl2、HCl、H2S、H2SO4、HBr、SO2、SF6、CO2等氣體和全部惰性氣體，極少數會同磷酸發生化學反應的氣體除外。探頭適用于測量各種惰性氣體、碳氫化合物或根據所選擇的探頭材質應用于HCl、Cl2或SO2等腐蝕性氣體中。探頭與樣氣接觸的材料可以是玻璃、鉑或銠，其他材質也可以提供。樣氣以特別的傳遞方式流經探頭，再結合一個高質量的界面，從而確保探頭響應迅速和受干擾影響最小，這些設計對于很低的ppm級測量十分重要。
