總有機碳分析儀主要有以下部件組成：
    1、在線檢測裝置
     進入總有機碳分析儀內部后水樣的流速大約為0.5 ml/min。進入在線檢測裝置的水樣溫度可以在1～95℃范圍內，總有機碳分析儀的廢液和在線檢測裝置的排出液均由排液管排出。

    2、離線檢測
     離線檢測時，儀器可從樣品瓶或其它沒有壓力的容器直接取樣。儀器管路沖洗和儀器校準應在離線狀態操作。若樣品中有不可溶性微粒，應經過濾膜（孔徑60μm或更小）過濾后進入儀器，以防止樣品中的微粒阻塞儀器。儀器的進樣管為1/16英寸的Teflon管，經蠕動泵抽進管路中的水樣流速約為0.5 ml/min。

    3、分流器
     水樣進入儀器后分成相同流量的兩路，其中一路通過延遲線圈進入二氧化碳傳感器，檢測TIC，另一路通過氧化反應器利用紫外燈（UV燈）加二氧化鈦薄膜光催化氧化作用將有機物分解為二氧化碳，進入二氧化碳傳感器檢測TC。總有機碳可通過這個差值計算得到：TOC = TC–TIC。

    4、氧化反應器
     利用UV射線在二氧化鈦光催化劑的作用下將有機化合物氧化成二氧化碳，氧化反應器是一個UV燈外包螺旋形的石英管。UV燈發出185nm和254nm的光線，使水產生光分解。
     H2O + hν(185nm)（TiO2）à OH· + H·
     羥基自由基（OH·）能把有機化合物氧化為二氧化碳。
     有機物 + OH·à CO2 + H2O
     UV燈的使用壽命為6個月，當更換時間到期時儀器將出現警告信息，提醒用戶更換UV燈。

    5、二氧化碳傳感器
     總有機碳分析儀上安裝有兩個二氧化碳傳感器，由電導率傳感器和溫度傳感器組成。電導率測量采用雙精度技術，可以實現自動校準和溫度補償。TIC傳感器用于檢測未經氧化的水樣中二氧化碳濃度，同時檢測水樣的電導率值；TC傳感器用于檢測水樣本身含有的二氧化碳和水樣中有機物經分解后產生的二氧化碳濃度的總和。

    6、二氧化碳測量循環
     總有機碳分析儀每4分鐘檢測得出一個數據（包括TOC值和電導率值），在4分鐘的測量循環中TC和TIC是獨立檢測的。