碳硫分析的原理主要涉及將樣品在高溫環境下通過氧氣燃燒，使樣品中的碳和硫元素轉化為氣體形態，通常為二氧化碳（CO2）和二氧化硫（SO2）。這一過程實現了碳硫元素與樣品中其他金屬元素及其化合物的分離。然後，通過紅外或紫外光譜技術檢測這些氣體的含量，從而計算出樣品中的碳硫元素含量。
在具體操作中，樣品通常被放置在高頻感應爐中，在氧氣的作用下燃燒。碳和硫在高溫下氧化生成CO2和SO2。這些氣體經過淨化處理後，進入紅外檢測系統。在這裡，CO2和SO2對紅外線具有選擇性吸收，通過測量紅外能量的衰減程度，可以確定氣體的濃度，進而計算出樣品中的碳硫元素含量。
此外，電弧爐碳硫儀採用電弧爐加熱樣品的方法進行分析，其工作原理是將樣品放入電極中間，用氧氣和氮氣的混合氣體使樣品燃燒，然後測量其焦炭、CO、CO2、SO2等產物的含量，從而計算出樣品中碳、硫的含量。