總有機碳分析儀是指用于測定溶液中的總有機碳（TOC）的儀器。其測定原理是溶液中有機碳經氧化轉化為二氧化碳，在消除干擾物質后由檢測器測得二氧化碳含量。利用二氧化碳與總有機碳之間碳含量的對應關系，對溶液中的總有機碳進行定量測定。

測定方法總有三種類型:濕法氧化-非色散紅外檢測，該方式是在樣品經過酸性過硫酸鉀氧化之前經磷酸處理待測樣品，去除無機碳后測定TOC的濃度。但濕法氧化對于含腐殖酸等高相對分子toc總有機碳分析儀質量化合物的水體氧化不充分。

紫外-濕法氧化-非色散紅外檢測，該方式是紫外氧化和濕法氧化兩者的協同作用，針對紫外氧化法無法用于高含量TOC的復雜水體，兩者的協同可以測量污染較重的水體。

高溫催化燃燒氧化-非色散紅外檢測，樣品中有機碳在高溫催化氧化條件下轉化為二氧化碳后經非色散紅外（NDIR）檢測，因髙溫燃燒相對徹底，適用于污染較重水體或是復雜水體，但需考慮樣品的高鹽分對于測定結果的影響問題。

此外紫外氧化-非色散紅外檢測、電阻法、紫外吸收光譜、電導法等方式均因穩定性差或對顆粒狀、高相對分子質量有機物氧化不完全而未能用于土壤學領域。將土壤、沉積物樣品處理成為溶液樣品時需要考慮一定粒度的漂浮物或可沉固體物質的處理問題。 

水樣分別被注入高溫燃燒管（900℃）和低溫反應管（150℃）中。經高溫燃燒管的水樣受高溫催化氧化，使有機化合物和無機碳酸鹽均轉化成為二氧化碳。經反應管的水樣受酸化而使無機碳酸鹽分解成為二氧化碳，其所生成的二氧化碳依次導入非分散紅外檢測器，從而分別測得水中的總碳（TC）和無機碳（IC）。總碳與無機碳之差值，即為總有機碳（TOC）。

將水樣酸化后曝氣，使各種碳酸鹽分解生成二氧化碳而驅除后，再注toc總有機碳分析儀入高溫燃燒管中，可直接測定總有機碳。但由于在曝氣過程中會造成水樣中揮發性有機物的損失而產生測定誤差，因此其測定結果只是不可吹出的有機碳值。