自動生化分析儀是集光、機、電、液于一體的高科技產品，大致可以分為四個部分，包括進樣系統、光學系統、控制系統和數據處理系統。進樣系統是分析的前提，光學系統是整個儀器的核心，控制系統是分析的保證，數據處理系統是功能的擴展。目前絕大多數生化分析儀都是基于光電比色原理進行工作，其結構可粗略看成是由光電比色計或分光光度計加微機兩部分組成。
按組成結構來分，生化分析儀由樣品器、取樣裝置、反應池或反應管道、保溫器、檢測器、微處理器、打印機、功能監測器等組成。其具體工作原理是：由單色光束照射比色皿內的有色液體，通過被測樣品對光能量的吸收，由探測器將光信號轉換成相應的電信號，該信號經放大、整流、并轉換成數字信號，送入計算機，同時計算機控制驅動電力驅動濾光片輪和樣品盤，計算機再根據用戶選擇的工作方式對測量數據進行處理、運算、分析、保存，打印機同時打印出相應的結果，最后，在測完每組樣品之后進行比色皿清洗。