常磁性酸素分析器の基本原理は酸素の常磁性を利用して酸素濃度を分析することである。いかなる物質も外磁場の作用下で磁化され、一定の磁気特性を示す。物質が外磁場中で磁化されると、外磁場と同じ方向に付加磁場が発生し、物質が吸引され、常磁性を呈する、逆に物質は排除され、反磁性を示している。ガスは磁場中で磁化され、ガスによっては常磁性または反磁性を示す。例えば、O 2、NO、NO 2は常磁性ガスであり、H 2、N 2、CO 2、CH 4は抗磁性ガスである。酸素の体積磁化率は他のガスよりはるかに大きいので、酸素の常磁性を利用して酸素濃度を分析することができる。

常磁性酸素分析装置による酸素濃度測定方法は、窒素ガスを充填した2つのガラス球（通称ダンベル）によって実現される。2つのダンベルは、センサが空気室を閉塞する2つの磁極の間に取り付けられ、回転可能な同軸ホルダに固定されている。ダンベルの中軸には反射鏡があり、光源からの光束を光電センサに反射する。測定対象ガス中の酸素は磁場に吸い込まれ、磁場はボールに力を加えてダンベルボールを回転させ、ミラーの角度が変化して光電センサが受け取る光の強さを変化させる。光電センサが受信した強力な光信号を得るために、制御システムはダンベルボールの電磁コイルを電流で駆動し、ダンベルボールを元の位置に戻す。駆動電流は酸素濃度に比例し、酸素濃度を反映する。

私たちは一般的に磁気酸素分析器と呼ばれています。それは一般的に熱磁気対流式、圧力機械式と磁気圧力式酸素分析器の3種類に分けられる。物質の磁気特性と各種ガスの体積磁化率一、物質の磁気特性いかなる物質も外部磁場の作用下で磁化され、一定の磁気特性を呈している。物質は印加磁場の中で磁化され、それ自体が付加磁場を発生し、付加磁場と外磁場の方向が同時に、この物質は外磁場に吸引される、付加磁場が外磁場の方向と逆の場合、外磁場によって排除される。そのため、私たちは通常、外磁場に吸引される物質を常磁性物質、あるいはこの物質が常磁性を持っている、一方、磁場によって排斥された物質を逆磁性物質、あるいはこの物質は逆磁性を持っているという。気体媒体は磁場中にあっても磁化され、私たちは気体成分の磁場に対する吸引と反発によって、気体を常磁性と逆磁性に分ける。