热导式气体分析仪是通过测量混合气体热导率的变化量来实现分析被测组分浓度的。由于气体的热导率很小，而它的变化量则更小，所以很难用直接的方法准确地测量处理。工业上多采用间接的方法，即通过热导检测器（又称热导池），把混合气体热导率的变化转化为热敏元件电阻的变化，电阻值的变化时比较容易精确测量出来的。这样，通过对热敏元件电阻的测量便可得知混合气体热导率的变化量，进而分析出被测组分的浓度。
把一根电阻率较大的而且温度系数也较大的电阻丝，张紧悬吊在一个热导性能良好的圆筒形金属壳体的中心，在壳体的两端有气体的进出口，圆筒内充满待测气体，电阻丝上通以恒定的电流加热。
由于电阻丝通过的电流是恒定的，电阻上单位时间内所产生的热量也是定值。当待测样品气体以缓慢的速度通过池室时，电阻丝上的热量将会由气体以热传导的方式传给池壁。当气体的传导率与电流在电阻丝上的发热率相等时（这种状态称为热平衡），电阻丝的温度就会稳定在某一个数值上，这个平衡的温度决定了电阻丝的阻值。如果混合气体中待测组分的浓度发生变化，混合气体的热导率也随之变化，气体的导热速率和电阻丝的平衡温度也将随之变化，最终导致电阻丝的阻值产生相应变化，从而实现了气体导热率与电阻丝阻值直接变化量的转换。设想热导池的池壁温度恒定不变，如果气体的导热率越大，其传热速率也就越快，达到热平衡时电阻丝的温度就越低，如果电阻丝具有正的电阻温度系数，那么他的阻值就越小，反之亦然。
