非甲烷總烴分析儀原理上主要分為催化氧化法和色譜法，二者的主要區別在于，催化法通過催化甲烷以外的有機物對甲烷進行分析，色譜法通過色譜分離的方法對甲烷進行分離分析。
1、催化氧化法
催化法具有響應時間快的優點，且在大部分工況下其測量數值和色譜法準確性相當，但是由于催化法本身方法上的缺陷，如果樣品中氧含量低，或者存在導致催化劑中毒的成分例如硫等，測量上可能出現問題，在應用上需要注意。另外，催化法的轉化爐需要定期進行老化或者維護，并驗證其催化效率，對于一般用戶來說，操作上難度較大。
另外，大多采用催化法原理的產品，初設計上只考慮了總烴測定，后來為了滿足非甲烷總烴市場需求，增加了甲烷催化模塊。因而，產品通常采用分體式設計，即由兩套設備組合而成，一套測試總烴，另一套測試甲烷，相減得到非甲烷總烴含量。分體式設計導致設備現場使用較為繁瑣，需要現場搬運、連接復雜管路和電路，此外由于催化模塊的設計，需要現場接拉220vac電源，導致污染源現場眾多應用受限。
2、色譜法
色譜法產品前期主要參考《hj/t 38 固定污染源排氣中非甲烷總烴的測定氣相色譜法》，該標準在原理上和目前新發布的標準征求意見稿基本一致。由于色譜法是國內外較為成熟的方法，實驗室應用時間較長，且原理上決定了是通用和可靠的方法。對于甲烷的分析，采用色譜柱進行分離，可以*消除現場工況下其他物質的干擾。另外，色譜法還有一個優點，就是通過內部增加閥，可以增加苯系物等測量因子，一套設備一次分析可以同時測量非甲烷總烴和苯系物，這也是催化法無法做到的。
當然，采用色譜法則意味著系統氣路將相對復雜，這將對儀器的設計提出了更高的要求。目前常見的色譜法便攜式非甲烷總烴分析儀分為兩類，一類是拼湊式便攜式產品，主機采用實驗室或者在線色譜儀簡單改造而成，還需外置氣瓶箱、電池、筆記本等，在整機設計上未考慮便攜式應用需求和污染源現場工況。污染源現場測試平臺場地有限，這類產品大部分情況下較難搬上高處平臺，就算把幾個箱體搬上平臺，還需花費較長時間連接管路和電源，進行開機預熱，一個點位分析5組數據的情況下，在平臺上的操作總時長約需要45-60分鐘，這對使用人員來說，是一個很大的挑戰。
