スペクトル法は物質と電磁波の相互作用に基づいて、吸収、放射または散乱スペクトルを測定することによって検出を実現する。例えば、紫外可視分光法は有機物の特定帯域における吸収ピークを用いて定量分析を行い、蛍光分光法は励起状態分子から放出される蛍光強度を用いて汚染物濃度を推定する。その利点は化学試薬が不要で、二次汚染がなく、マルチパラメータのリアルタイムモニタリングを実現でき、しかも設備のメンテナンスコストが低いことである。しかし、単一スペクトル法は基体効果に妨害されやすく、例えば水体中の硝酸塩、有機物は目標信号を隠す可能性があり、モデル汎化能力が不足しているため、化学量論アルゴリズムと結合して精度を高める必要がある。

電気化学法は電極表面で発生する酸化還元反応を頼りに、電流や電圧変化によって汚染物濃度を反映する。COD検出を例に、有機物が電極上で酸化されたときに発生する電流は含有量に比例し、感度が高く、応答速度が速い（秒級）という特徴があり、オンライン連続監視をサポートする。しかし、電極は水質の影響を受けやすく、例えばpH値、金属イオンが反応を妨害する可能性があり、定期的に校正する必要がある、長期使用後の電極表面は汚染しやすく、メンテナンスコストが高く、同時にマルチパラメータを検出することが困難である。

クロマトグラフィーは固定相と流動相の分配差異により物質分離を実現し、検出器と結合して定量分析を完成した。ガスクロマトグラフィーは揮発性有機物の検出を得意とし、液体クロマトグラフィーの法則は分子量が大きく、熱安定性が悪い汚染物（農薬、フェノール類など）に適している。その分離効率が高く、検出感度はナックル級に達することができるが、設備が複雑でコストが高く、専門家の操作が必要であり、通常は質量スペクトルと併用して定性能力を高める必要がある。

総合比較：スペクトル法は高速スクリーニングとリアルタイムモニタリングに適しているが、精度はモデルに限られている、電気化学法は感度と応答速度に優れているが、安定性とマルチパラメータの検出能力が不足している、クロマトグラフィーは精度と分離能力が優れているが、コストと操作の敷居が高い。実際の応用では、効率と正確性を両立させるために、スペクトル法をオンラインアラートに、クロマトグラフィーを実験室の実証に使用するなど、シーンのニーズに応じて組み合わせて使用することが多い。