工作原理是通過空氣樣品以恒定的流速進入儀器的氣路系統時，樣品空氣交替地或直接進入吸收池或經過臭氧滌除器再進入吸收池，此時臭氧對254nm波長的紫外光有特征吸收。
當零空氣樣品通過吸收池時被光度檢測器測定的光強度為10；那么含臭氧的空氣樣品通過吸收池時，被光度檢測器測定的光強度為I。如此每經過一個循環(huán)周期，儀器的數據處理系統根據朗伯-比爾定律求出臭的濃度。
檢測臭氧濃度的方法：
臭氧氧化可變色試劑浸漬在載體上作為反應劑封裝內徑的玻璃管內做成檢測管，使用時將檢測管兩端切斷，把抽氣器接到檢測管出氣端吸取定量臭氧氣體，臭氧濃度與檢測管內反應劑柱變色長度成正比，通過刻度值讀取濃度值。
在線臭氧濃度監(jiān)測儀較早應用的是電位測量，即利用氧化還原復合電極通過檢測水中氧化還原電位變化而對應計算出溶解臭氧濃度。專用裝置內部分析運算處理直接數字顯示，只使用Redo電極可先檢測水的電位，再通過曲線查出對應的臭氧濃度。
在線臭氧濃度監(jiān)測儀主要是用于臭氧制備車間（臭氧發(fā)生器、臭氧廠房等）、化工、石油、造紙、紡織、制藥和香精香料工業(yè)、水處理、食品醫(yī)藥滅菌車間等場合。
