氧氣有順磁性,順磁氧氣分析儀正是利用了這一原理來測量O2濃度的。在不均勻磁場中，氧分子由于其順磁性，會朝磁場增強方向移動。當不同氧氣濃度的二種氣體在同一磁場相遇時，他們之間就會產生一個壓力差。
 
    當電磁鐵8通電勵磁時，在其周圍形成一個磁場，樣氣中的氧分子被吸引，朝磁場強度較大的右側運動，產生一定的氣阻，并推動參比氣右3逆時針流動，通過微流傳感器4，并產生輸出信號。

   當電磁鐵8斷電去磁時，磁場消失，右3參比通道氣阻消失，氣路通，參比氣順時針流動，反向經4流向測量室，輸出信號恢復。
采用一定頻率的通斷電流，對電磁鐵反復勵磁和消磁，便可以在測量橋路中得到交流波動信號。信號強度與樣氣中氧含量成正比。
還可以這樣理解：受交替變化的磁場影響，A、B兩點樣氣的壓力差也交替變化，微量傳感器兩邊的壓差 △p也隨之變化，參比氣反復流過傳感器，便在測量電橋中產生交流波動信號，信號強度與參比氣壓力變化量成正比。而這個壓力變化量，又與通道阻力大小成正比，通道阻力大小又與磁場強度強弱成正比，磁場強弱與樣氣中的氧含量成正比。一句話：△p與樣氣中的氧含量成正比。

   微流傳感器位于參比氣路中，不直接接觸樣品氣，所以樣氣的導熱、比熱容和樣氣的內部摩擦對測量結果都不會產生影響。同時，也避免了樣氣的腐蝕，使傳感器的抗腐蝕性能大大提高。由于測量地點可能存在振動，并由此造成測量誤差（噪聲），所以順磁氧氣分析儀額外增加了一個振動傳感器10，該傳感器無氣體流通，其信號可用來測量結果進行補償。