激光氣體分析儀測量原理被稱為：紅外單線吸收光譜。它是基于這樣一個事實：大多數氣體只吸收特定波長的光。吸收量是煙道內氣體含量的一個直接反映。二極管激光波長通過掃描被選定的吸收線得到，由于二極管激光器和探測器光路上的特定氣體分子的吸收，探測光由于激光波長的作用而變化。為增加其敏感性，采用了所謂的波長調制技術：當掃描吸收線時，激光波長會被輕微調節。探測器信號被光譜分解為激光調制頻率和聲學下的頻率元件。第二諧波信號通常用于測量吸收氣體的濃度。既然在特定的波長下，其它氣體的吸收線并不存在，所以不存在來自其它氣體的直接干擾。被測量氣體的濃度與吸收線的振幅是成比例的。
“單線光譜”測量技術利用激光的光譜比較窄、遠小于被測氣體的吸收譜線的特性，選擇某一位于特定波長的吸收光譜線，使得在所選吸收譜線波長附近無測量環境中其它氣體組分的吸收譜線，從而避免了這些背景氣體組分對該被測氣體的交叉吸收干涉。