化学发光定氮仪工作原理如下：样品被引入高温裂解炉后，经氧化裂解，其中的氮化物定量地转化为一氧化氮（NO），反应气由载气携带经干燥脱水后进入反应室，在此与来自臭氧发生器的臭氧（O₃）发生反应，部分一氧化氮转化为激发态的二氧化氮（NO₂^＊），当NO₂^＊从激发态跃迁到基态时发射出光子，光子信号由光电倍增管接收放大。再经放大器和计算机数据处理，即可以转换为与发光强度成正比的电信号，整个反应过程可以表示如下：