電化學氣體傳感器是由膜電極和電解液灌封而成的。氣體濃度信號將電解液分解成陰陽帶電離子，通過電極將信號傳出。它的優點是：反映速度快、準確（可用于ppm級），穩定性好、能夠定量檢測，但壽命較短（大于等于兩年）。它主要適用于毒性氣體的檢測，目前國際上絕大部分毒氣檢測采用該類型傳感器。
    是通過檢測電流來檢測氣體的濃度，分為不需供電的電池式以及需要供電的可控電位電解式。
    基于電化學原理工作的傳感器其簡單的一種型式就是兩電極系統。其工作電極和對電極由一薄層電解液隔開并經由一個很小的電阻聯通外電路。當氣體擴散進入傳感器后，在敏感電極表面進行氧化或還原反應，產生電流并通過外電路流經兩個電極。該電流的大小比例于氣體的濃度，可通過外電路的負荷電阻予以測量。
    為了讓反應能夠發生，敏感電極的電位必須保持在一個特定的范圍內。但氣體的濃度增加時，反應電流也增加，于是導致對電極電位改變（極化）。由于兩電極是通過一個簡單的負荷電阻連接起來的，雖然敏感電極的電位也會隨著對電極的電位一起變化。如果氣體的濃度不斷地升高，敏感電極的電位終有可能移出其允許范圍。至此傳感器將不成線性，因此兩電極氣體傳感器檢測的上限濃度受到一定限制。