红外分光测油仪的核心工作原理基于朗伯 - 比尔定律。当一束特定波长的红外光照射含有油类物质的样品时，油类物质会对特定波长的光产生吸收。不同类型的油在红外光谱区有不同的吸收特征。

探测器敏锐地捕捉到透过样品的光的强度变化，并将其转化为电信号。数据处理系统依据朗伯 - 比尔定律，通过对比入射光和透过光的强度，计算出样品中油类物质的浓度。