電化學式氣體傳感器，主要利用兩個電極間的化學電位差，一個在氣體中測量氣體濃度，另一個是固定的參比電極。電化學式傳感器采用恒電位電解方式和伽伐尼電池方式工作。有液體電解質和固體電解質，而液體電解質有分為電位型和電流型。電位型是利用電極電勢和氣體濃度之間的關系進行測量；電流型采用極限電流原理，利用氣體通過薄層透氣膜或毛細孔擴散作為限流措施，獲得穩定的傳質條件，產生正比于氣體濃度或分壓的極限擴散電流。
電化學傳感器有兩電極和三電極結構，主要區別在于有無參比電極。兩電極CO傳感器沒有參比電極，結構簡單，易于設計和制造，成本較低適用于低濃度CO的檢測和報警；三電極CO傳感器引入參比電極，使傳感器具有較大的量程和良好的精度，但參比電極的引入增加了制造工序和材料成本，所以三電極CO傳感器的價格高于兩電極CO傳感器，主要用于工業領域。兩電極電化學CO傳感器主要由電極、電解液、電解液的保持材料、出去干涉氣體的過濾材料、管腳等零部件組成。