有机元素分析仪的使命，是准确测定有机物中碳、氢、氮、硫、氧等元素的含量。从早期的重量法、容量法，到今天高度自动化的仪器分析，这条技术路线的演进体现了分析方法从手工操作向仪器化、标准化的转变。
早期测定碳氢氮依靠燃烧管与吸收称重，单次分析动辄数小时，对操作技巧要求高。静态燃烧与热导检测结合的仪器出现后，分析时间压缩到十分钟以内。随后的动态闪烧技术让样品在富氧环境中瞬间燃烧，转化更加充分，配合色谱分离与热导检测，各元素含量在几分钟内便可读出。硫与氧的测定则分别借助红外检测与高温裂解流程，形成今天常见的CHNS、O等不同配置。
测定流程以CHN模式为例。样品称量后置于锡舟，自动进样器将其送入燃烧管，在氧化铜与催化剂作用下，样品中的碳转化为二氧化碳，氢转化为水，氮转化为氮氧化物。氮氧化物经还原铜还原为氮气，混合气体进入色谱柱分离，热导检测器依次给出各组分的信号，仪器按标准曲线换算出各元素的质量分数。
影响结果的因素有几个方面。样品称量精度直接进入误差，微克级天平的使用与防静电措施很关键；助燃剂与氧化剂的填充状态决定燃烧是否充分，还原铜失效会导致氮氧化物漏检、氮结果偏低；燃烧管温度、载气纯度、环境湿度同样在影响之列。氧模式的裂解管在惰性气氛下工作，样品中的氧转化为一氧化碳后检测，操作要点与CHN模式不同，需要分别建立方法。
质量控制方面，每批样品都应夹带标准物质核查，测值落在证书范围方可报数。天平与砝码按周期检定，燃烧管与还原管的更换周期按样品数量与类型记录在案。规范运行之下，有机元素分析仪的测定能力可以满足从化学合成到土壤、肥料、燃料等领域的元素组成分析需求。
实验室管理层面，这类仪器的使用效率与数据管理也值得一提。序列化管理软件可以把标样、空白与样品按规则编排，夜间无人值守运行成为可能，通量提升明显；原始数据与报告按项目归档，谱图、称量记录与计算结果关联保存，复查时可以还原每一步。仪器的期间核查安排在两次检定之间，用标准物质核查测量准确度，超差时先排查称量与试剂，再考虑燃烧管与还原管的状态。新操作人员的授权考核包括盲样测试，测值合格后方可独立上机，这一关把住了数据质量的人为变量。
