氣體探測器的電化學傳感器是通過電化學原理檢測特定氣體的濃度。被檢測的環(huán)境氣體通過傳感器下端的薄膜擴散到傳感器的電解液中。電解液中有一個測量電極，一個反電極和一個參考電極。通過選擇適當?shù)碾妷?、電解液和電極材料，被檢測的氣體在測量電極上會發(fā)生化學反應并產(chǎn)生微電流。此電流與檢測氣體濃度成正比。傳感器輸出的電流經(jīng)過放大、溫度補償和參數(shù)修正就能得到特定氣體的濃度。
電化學式感器可用于探測大多數(shù)的有毒氣體，包括CO、H2S、02、CL2和SO2等。它們耗電量低，但卻表現(xiàn)出線性和重復性，且使用壽命長。
電化學傳感器通過與被測氣體發(fā)生反應并產(chǎn)生與氣體濃度成正比的電信號來工作。典型的電化學傳感器由傳感電極（或工作電極）和反電極組成，并由一個薄電解層隔開。
氣體首先通過微小的毛管型開孔與傳感器發(fā)生反應，然后是疏水屏障層，終到達電極表面。采用這種方法可以允許適量氣體與傳感電極發(fā)生反應，以形成充分的電信號，同時防止電解質漏出傳感器。
穿過屏障擴散的氣體與傳感電極發(fā)生反應，傳感電極可以采用氧化機理或還原機理。這些反應由針對被測氣體而設計的電極材料進行催化。
通過電極間連接的電阻器，與被測氣濃度成正比的電流會在正極與負極間流動。測量該電流即可確定氣體濃度。由于該過程中會產(chǎn)生電流，電化學傳感器又常被稱為電流氣體傳感器或微型燃料電池。
在實際中，由于電極表面連續(xù)發(fā)生電化發(fā)應，傳感電極電勢并不能保持恒定，在經(jīng)過一段較長時間后，它會導致傳感器性能退化。為改善傳感器性能，人們引入了參考電極。
參考電極安裝在電解質中，與傳感電極鄰近。固定的穩(wěn)定恒電勢作用于傳感電極。參考電極可以保持傳感電極上的這種固定電壓值。參考電極間沒有電流流動。氣體分子與傳感電極發(fā)生反應，同時測量反電極，測量結果通常與氣體濃度直接相關。施加于傳感電極的電壓值可以使傳感器針對目標氣體。
需要注意的是，電化學傳感器須工作在有氧環(huán)境中，不適用于高溫、低溫及低濕度環(huán)境，壽命一般為2-3年。
