目前，应用较广泛的是电化学原理的传感器，其原理是两个电极浸没在一个导电溶液(电解液)中，一氧化碳分子与水分子在其中一个电极上发生反应，转变成二氧化碳并产生氢离子和电子，这个电极就是工作电极(W);而变化的产物转移到另一个电极，与此电极上的氧气发生反应重新生成水分子，这个电极就是对电极(C);这两个电极通过含有电阻的外电路导通，可以测量出其电阻两端电压的变化;因此，由此产生的反应就是在氧气存在的情况下将一氧化碳转变成二氧化碳。
电极
电化学传感器通常含有两个以上电极，它们通常都是将活性的金属物质固定在聚四氟乙烯(PTFE)膜的表面上，使其具有较大的表面积。这些金属是作为电化学反应的催化剂，就是说它加速了化学反应，但自身并不发生变化。理论上它们的寿命是无限的，但实际上，数量很小的污染性气体和一些其他因素会逐渐毒化电极，降低其活性，从而导致其灵敏度降低。
电解质
所有的电化学传感器都含有一个导电介质，通过它反应物质才能够在两个电极间移动。
参比电极
早期的一氧化碳传感器只包括上面提到的两个电极，即工作电极(W)和对电极(C)。然而当一氧化碳浓度较大时，一氧化碳发生氧化反应的工作电极开始极化，偏离了正常的工作电位。一旦电极较大地偏离正常工作电位，它对反应的催化能力就会大大降低，影响传感器的输出信号。为了克服上述限制，引入了一个附加电极，即参比电极(R)。这个电极与工作电极、对电极一样浸在导电介质中，但它不作为催化剂参与任何电化学反应。它的作用仅是提供一个恒定电位。