現在主流のハンドヘルドオゾン検出器は主に以下の2種類の動作原理を採用し、適用場面と精度はそれぞれ異なる：

1.電気化学センサの原理（一般的）

これは現在の手持ち式設備の主流技術であり、オゾンとセンサー内部の化学物質の反応によって電気信号を発生し、具体的な流れは4ステップに分けられる：

ガス進入：オゾンガスは検出器の吸気口（ろ過塵・除湿装置付き）を通過し、電気化学センサ内部の誘導電極領域に拡散進入する。

電気化学反応：センサー内の動作電極とオゾンは酸化還元反応（オゾンが還元される）を発生し、同時に微弱な電流信号を発生し、しかも電流強度とオゾン濃度は線形正相関（濃度が高いほど、電流が大きい）を呈している。

信号変換：センサ出力の微弱電流は、検出器内部の増幅回路、A/D変換モジュールを経て処理され、計算可能なデジタル信号に変換される。

データによると、プロセッサは予め設定された較正曲線（事前に標準オゾンガスで標定）に基づいて、デジタル信号をオゾン濃度値（単位は通常ppmまたはmg/m³）に換算し、最終的にディスプレイにリアルタイムで表示する。

この原理の優位性は応答速度が速く（通常＜30秒）、体積が小さく、消費電力が低く、現場の迅速な検査に適している、欠点はセンサーに使用寿命（1-2年）があり、定期的に校正しなければならず、湿度、温度などの環境要素の影響を受けやすいことである。

2.紫外吸収法の原理（高精度シーン）

「オゾンは特定の波長の紫外線を選択的に吸収する」という物理特性に基づき、精度がより高く、検査結果に厳しい要求があるシーンによく見られる。仕事の流れは以下の通り：

光源放射：検出器内部の紫外光源（通常254 nm波長の紫外線を放射し、オゾンはこの波長に対して強く吸収する）、検出ガス室に安定した紫外光を放射する。

ガス吸収：測定されるオゾンガスがガス室に入った後、一部の紫外光はオゾンに吸収され、吸収量はランベルト・ビルの法則に従う（すなわち、吸収の程度はオゾン濃度、ガス室の長さに比例する）。

信号検出：ガス室の他端の紫外線検出器は、吸収された残りの紫外線光を受信し、光信号を電気信号に変換し、吸収されていない光が多ければ多いほど、電気信号が強くなる（オゾン濃度と負の相関を示す）。

濃度計算：プロセッサは「オゾンがある」と「オゾンがない」時の電気信号の差異を比較し、ガス室パラメータと法則公式を結合し、オゾン濃度を計算し、表示する。

この原理の利点は精度が高く（誤差が通常＜2%）、センサ寿命が長く（3−5年）、耐干渉能力が強いこと、欠点は設備の体積が比較的に大きく、消費電力が高く、コストもより高く、一部のハンドヘルド設備は簡略化版紫外モジュールを採用して携帯性と精度をバランスさせることができる。