采集一定体积的环境空气，将空气中的细颗粒物收集到滤膜上。采样结束后，首先通入氦气载气对系统内残留空气进行吹扫，使滤膜处于无氧环境中；接着对滤膜逐级升温，使滤膜上的OC受热挥发，进入氧化炉生成CO₂；再在载气中加入氦氧混合气，使滤膜处于有氧环境中，继续对滤膜逐级升温，使滤膜上的EC氧化逸出，进入氧化炉生成CO₂。升温过程结束后，系统自动通入体积固定且浓度已知的内标物，内标物进入氧化炉生成CO₂。为了校正OC碳化带来的误差，升温过程中，激光发射器始终发射一束强度稳定的激光，经滤膜透射（或反射）后到达激光接收器。激光接收器监测透射（或反射）激光的信号强度：升温开始后，透射（或反射）激光的信号强度先随OC的碳化逐渐下降，再随EC的氧化逐渐上升，当恢复至升温开始前的初始强度时，认为碳化的OC全部被氧化分解，将该时刻作为样品OC和EC的分割点。系统利用非色散红外检测器监测OC、EC和内标物生成的CO₂的浓度响应，根据三者CO₂浓度响应峰面积之间的比例关系和内标物的已知含量计算出样品OC和EC的最终浓度。