氧含量的测定技术已经非常成熟，常用的在线监测仪器有氧化锆氧分析器、电化学燃料电池氧分析器，以及顺磁氧分析器等，顺磁氧分析仪又分为热磁式氧分析仪和磁力机械式氧分析仪及磁压式氧分析仪等。激光光谱气体分析仪也可用于氧含量的测量。

固定排放源的烟气或废气中的氧含量测量由于测量的工艺条件、背景气及测量要求不同，可以选用不同的氧分析仪。燃煤电厂的锅炉烟气测量常选用氧化锆氧分析仪及燃料电池氧分析仪。例如，采用氧化锆氧分析仪可以测量湿氧，也可以用来测量干湿氧，用于测量烟气含湿量；也可以在气态污染物测量二氧化硫、氮氧化物的多组分分析仪中，增加电化学氧传感器模块测量干氧。

可协调激光器及激光气体分析检测技术的发展应用，已经实现激光源为在线监测烟气水分及烟气含氧量的监测，并在某些特定领域得到较好的应用。相比于常见的烟气温度、压力、流速监测仪及常用的氧分析仪，在某些复杂的应用场合，特别是干扰较大的场合将有较好的应用发展前景，但由于激光水分仪及激光测氧仪的价格很高，推广比较困难。在一般场合下，采用阻容法或干湿氧法在线测量含水量，以及采用氧化锆或电化学传感器测氧就可以满足CEMS测量要求。

CEMS的烟气参数检测系统，通常由烟气流速仪、烟气湿度仪以及氧含量监测仪等组成。烟气参数检测仪器大多由带传感器的取样探头直接进行原位测量，其输出的测量信号由CEMS的PLC模块采集，并送到DAS进行数据处理计算，并获得在标准状态下排放的干烟气氧浓度；并用于烟气污染物在线分析测量的排放浓度数据换算到污染物排放的实时质量浓度，及计算出烟气污染物的排放率、排放总量。