氧分析儀的傳感器利用了氧氣具有順磁性這一物理性，能將它從大多數氣體中區別出來。傳感器氣室內的兩個磁極之間，安裝了兩個充滿氮氣的玻璃球（俗稱“啞鈴”），它們固定在一個可以轉動的同軸支架上。被測氣體中的氧氣會被吸入磁場，產生對球體的作用力，從而對轉軸產生一個力矩，這個力矩大小和氧氣的含量具有線性關系。
氧分析儀能在高溫環境下工作，因此，在以下工況下，可能會導致無法測定或者對氧化鋯傳感器的壽命造成影響：
1.由于微量氧分析儀內置有加溫電爐，所以不可以安裝在防爆區域使用。
2.如果有可燃氣體（如氫氣、沼氣、酒精、一氧化碳等）混入到微量氧分析儀中，則會因發生燃燒反應從而導致測量誤差，一般為顯示值比實際值偏低。
3.有機二氧化硅（用于密封材料等）會導致傳感器老化，這個是諸多引起氧分析儀傳感器老化的原因之一。
4.鹵素類（尤其是Cl2）會引起傳感器故障。
5.如果有CO高熱值的物質陸續進入氧化鋯微量氧分析儀內部，會導致熱應力，引起傳感器電極剝離，導致測量顯示偏高。
6.如果NOX、SOX等腐蝕性氣體進入，則會引起傳感器報廢。
7.氟利昂氣體在高溫下會發生分解分離反應，可能引起傳感器老化。
8.水滴、灰塵、霧氣等會導致傳感器破損、壽命縮短及測量誤差，所以當測定包含以上氣氛氣體時，務必去除以上成分，再接入氧分析儀。
