总有机碳分析仪的工作原理主要是将水中的有机碳转化为二氧化碳，然后通过检测二氧化碳的含量来间接测定总有机碳的含量。常见的工作原理有以下几种：
燃烧氧化 - 非分散红外吸收法：水样被注入到高温燃烧管中，在高温和催化剂的作用下，有机碳被完全燃烧氧化生成二氧化碳。燃烧后的气体经过除湿等处理后，进入非分散红外检测器。二氧化碳对特定波长的红外光有吸收作用，通过测量红外光的吸收程度，就可以计算出二氧化碳的含量，进而得出水样中总有机碳的含量。这种方法的优点是氧化效率高，能够准确测量各种类型的有机碳，适用于高、中、低浓度的总有机碳分析。
紫外氧化 - 非分散红外吸收法：利用紫外光照射水样，使水中的有机碳在紫外光的作用下被氧化生成二氧化碳。然后，通过非分散红外检测器检测二氧化碳的含量，从而得到总有机碳的浓度。该方法的优点是不需要高温燃烧，设备相对简单，操作方便，适用于低浓度总有机碳的检测，尤其对于含有易氧化有机物的水样效果较好。
湿法氧化 - 非分散红外吸收法：通过向水样中加入强氧化剂（如过硫酸钾等），在一定的温度和压力条件下，使有机碳氧化生成二氧化碳。反应后的二氧化碳经过处理后，由非分散红外检测器进行检测。这种方法的氧化条件相对温和，对于一些难氧化的有机物也能有较好的氧化效果，适用于各种类型水样的总有机碳分析。
