光声光谱气体监测仪的检测原理是基于光声光热效应，光声光热效应是由于物质吸收一强度随时间变化的光(能)束或其他能量束而被时变加热(即加热随时间而变化)时所引起的一系列声效应和热效应。
 

　　光声光热效应是由于物质吸收一强度随时间变化的光(能)束或其他能量束而被时变加热(即加热随时间而变化)时所引起的一系列声效应和热效应。光声信号是由波长与被测量组分的吸收谱带相一致的调制光产生的。分子通过吸收特定波长的光子后被激发，受激分子可由下列四种机制释放能量返回基态：
 

　　①发射光子(荧光)，即辐射去激励;
 

　　②诱发一种光化学过程，即光化学反应;
 

　　③与气体中分子相碰撞，经无辐射驰豫过程转变为相撞的两个分子平移动能，即加热;
 

　　④与处于基态的同类气体分子相碰撞，使该分子跃迁激发态，即气体本身能量的转移。
 

　　光声信号是由第三种机制产生的，并受到第四种机制的影响。物质由于无辐射驰豫过程，把吸收的光能部分或全部地转变成热能而使自己得到加热。当入射光强度调制频率小于该驰豫过程的驰豫频率，光强调制就会在气体中产生相应的温度调制，根据查理定律，封闭的光声池内的气体温度调制，会产生频率与光强调制频率相同的周期性起伏。因此，强度时变的光束能够在气体试样内激发出相应的声压，用传声器就可直接检测声信号。