電化學傳感器通過與分析物反應并產生電信號進行操作。大多數電化學氣體傳感器是電流傳感器，產生與氣體濃度成線性比例的電流。電流測量傳感器的原理是測量未建立平衡的電化學電池中的電流 - 電勢關系。電流與通常使用另一個電極（所謂的參考電極）保持恒定電位的感測電極（也稱為工作電極）的電解過程的速率定量相關。

       一個電化學氣體傳感器的工作原理如下：與傳感器接觸的目標氣體分子首先通過一個防止冷凝的隔膜，它也起到防塵的作用。那么氣體分子通過毛細管擴散，可能通過隨后的過濾器，然后通過疏水膜到達感測電極的表面。在那里分子立即被氧化或還原，從而產生或消耗電子，從而產生電流。

      重要的是要注意，用這種方法進入傳感器的氣體分子的量受到通過毛細管擴散的限制。通過優化路徑，根據期望的測量范圍，獲得適當的電信號。感測電極的設計對于實現對目標氣體的高反應性并抑制對干擾氣體的不希望響應是至關重要的。它涉及固體，液體和氣體三個階段的系統，并且都涉及分析物氣體的化學識別。致力于量身定制該系統并獲得高性能的氣體傳感器。電化學電池通過平衡感測電極處的反應的所謂反電極--Cont電極完成。Cont電極與Sen電極之間的離子電流由傳感器主體內的電解質傳送，而電流路徑通過以銷連接器終止的導線提供。通常在電化學傳感器（3電極傳感器）中包含第三電極。所謂的參考電極用于將感測電極的電勢保持在固定值。為此并且通常用于電化學傳感器的操作，需要恒電位電路。

       一個氣體傳感器的輸出信號對應于氣體的濃度而不是其分壓。因此，可以在不同高度甚至地下使用一個傳感器，而不管在哪個大氣壓力下校準裝置。