分析化學式提供物質中元素或化合物組成和含量的科學和技術，通過測量與待測組分有關的某種化學和物理性質獲得物質的定性和定量結果。原子能、半導體、微電子器件等新型材料科學和環境科學、生物科學等新興學科的發展，一方面對分析化學提出了更高的要求，另一方面也促進了分析化學的發展。水質分析儀與分析方法相比較，具有重現性好、靈敏度高、分析速度快、試樣用量少、檢出限低等特點。水質分析儀分析法一般分為光學分析法、電化學分析法、熱分析法、放射化學分析法和分離方法。
光學分析法是基于檢測能量與待測物質作用后產生的輻射信號或所引起的變化的分析方法。根據物質與輻射能作用時有沒有能級躍遷可將光學分析法分為光譜法和非光譜法。根據能量作用的對象不同又分為原子光譜和分子光譜。(相應儀器有原子吸收光譜儀)
電化學分析法是根據物質在溶液中的電學及電化學性質，如電位、電荷、電流、電阻等電信號及其變化來測定物質的組分含量的分析方法。如電導儀用來測定水的電導率，Ph計或離子計測定水樣的氫離子或其他離子濃度，利用滴定終點時溶液的電位突躍指示滴定終點的電位滴定法等。
熱分析法是測定某些性質，如質量、體積、熱導或反應熱與溫度之間的動態關系。它可用于成分分析和熱力學分析、化學反應機理方面的研究。
放射化學分析法是利用核衰變過程中所產生的放射性輻射來進行分析的方法。如將放射性同位素作為示蹤原子用與污染物的遷移轉化研究。
分離方法是利用儀器方法（色譜法、電泳法）來分離和分析哪些在結構、性質上十分相近的化合物，主要基于色譜法和電泳技術，水樣中結構、性質相近的組分通過色譜分離后，可根據需要分別定性和定量測定各組分的性質，如熱導、電導、對紫外和紅外輻射的吸收、熒光燈。將色譜法與各種現代儀器方法聯用是解決復雜物質的分離和分析問題的有效手段，也是水質分析儀器的一個重要發展方向。
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