碳硫元素普遍有在于我們生活中，碳元素和硫元素均是非金屬元素，在金屬或合金中都能形成相應的碳化物或硫化物。當在高溫富氧條件下，都能被氧化成CO2和SO2。測量經吸收后紅外光的強度便能計算出相應氣體的濃度，這便是紅外氣體分析的理論根據。
紅外碳硫分析儀就是利用了CO2及S02分別在4. 26μm和7.4μm處，具有較強的特征吸收帶這--特性，通過測量氣體吸收光強分析CO2和SO2含量，間接確定被測樣品中的碳、硫元素的百分含量。
碳硫在鋼鐵中存在的狀態和作用不同
碳在鋼鐵中主要以兩種形式存在：一種是化合碳，即碳以化合形態存在，主要以鐵的碳化物和合金元素的碳化物形態存在。例如Fe3C、Mn3C、Cr3C2、WC、W2C、VC、MoC、TiC等。
另一種是游離碳，例如鐵碳固溶體中的碳、無定形碳、石墨碳、退火碳等，統稱為游離碳。在鋼中，一般是以化合碳為主，游離碳只存在于鐵及經退火處理的高碳鋼。化合碳與游離碳總和，稱為總碳量。紅外碳硫分析儀就是測定樣品中的總碳量。
碳是鋼鐵中重要元素，當碳含量增加時其強度和硬度隨之增加，而塑性和延展性卻隨之降低，使鋼變脆且難以加工；反之，隨著碳含量的減少，鋼的韌性得到增強且易于切削加工。而硫在鋼鐵中是一種有害元素，它以硫化物的狀態存在于鋼中，主要是MnS。如果含錳量很低，則過量的硫與鐵合成FeS。硫化鐵與硫化錳都是在熱變形時產生裂紋的原因，這種不良性能叫做熱脆。此外硫存在于鋼內還能使鋼的機械性能降低(主要是疲勞極限、塑性和耐磨性)。硫的存在對鋼的耐蝕性、可焊性也不利。因此在鋼鐵中硫的含量總希望越低越好。
一般說來，同一稱呼的碳、硫要相差一個數量級。譬如：煉鋼中通常把0.01%稱為一只碳，而把0. 001%稱為一只硫。由于硫的含量低，燃燒后生成的SO2 絕對量比CO2少，用同樣的方法測定誤差就大。因此，紅外碳硫分析儀中硫池的長度要比碳池長度長一個數量級，分別為300毫米和30毫米。
紅外碳硫儀中的器件