二氧化碳分析仪是对动脉血二氧化碳分压（partial pressure of carbon dioxide in artery，PaCO2）进行监测的仪器。
常用的可持续*监测PaCO2的方法包括呼气末二氧化碳（end-tidal carbon dioxide，ET-CO2）监测和经皮二氧化碳（transcutaneous carbon dioxide，TC-CO2）监测，所以根据监测方法可分为呼气末二氧化碳分析仪经皮二氧化碳监测仪 。呼气末二氧化碳监测仪又可分为主流式二氧化碳监测仪、旁流式二氧化碳监测仪和经鼻咽导管采样的二氧化碳监测仪。
1.呼出气二氧化碳监测仪
1）红外线法：常用的测定方法。工作原理是CO2主要吸收波长为4260nm的红外线，将气体送入测试室，一侧用红外线照射，另一侧用一传感器测出所接受红外线的衰减程度，其衰减程度与CO2浓度成正比。
2）质谱仪法：将呼出及吸入气以60ml/min输入质谱仪，气体分子在阴极电子束轰击下解离转换为离子，一些正离子经加速和静电聚焦成电子束，进入测试室，在离子束出口的垂直方向施加强磁场，使其分散成弧形轨道，沉积在一盘上。每种气体离子的轨道半径与各自的质量-电荷比值成正比，于是在空间分散形成质谱。再收集测量不同气体离子所带的电流，电流量大小与气体内离子数目成正比，经过计算器处理后，在200us内报出数值，亦可有波形显示。
3）比色法：以探测器的色泽变化来确定CETCO2和判定导管是否在气管内。当有胃液或其他酸性物质接触后，探测器上色泽不能复原，简便有用，但精确性没有保证。
2.经皮二氧化碳监测仪
皮肤被经皮监测仪的特殊电极(CLARK电极)加热，探头所在部位的皮肤温度升高，根据毛细血管对热的反应的特性，其内血流量增多，加热处的毛细血管床增加，此时动脉血和表皮下毛细血管发生气体交换，氧和二氧化碳从毛细血管中弥散出来，扩散到皮下组织、皮肤。通过弥散入电极膜内的气体改变电极内的pH，来计算出氧气和二氧化碳的分压，研究表明，其测得的结果为皮下组织的气体分压, 而不是动脉血的气体分压。由于加热后的局部组织，毛细血管动脉化，氧气和二氧化碳在扩张的毛细血管和组织间隙之间的弥散极快，故经皮氧分压、二氧化碳分压监测测得的数值与局部毛细血管内的氧分压、二氧化碳分压相似。