差熱分析儀主要由溫度控制系統和差熱信號測量系統組成，輔之以氣氛和冷卻水通道，測量結果由記錄儀或計算機數據處理系統處理。
差熱分析儀可廣泛應用于測定物質在熱反應時的特征溫度及吸收或放出的熱量，包括物質相變、分解、化合、凝固、脫水、蒸發等物理或化學反應。廣泛應用于無機、硅酸鹽、陶瓷、礦物金屬、航天耐溫材料等領域，是無機、有機、特別是高分子聚合物、玻璃鋼等方面熱分析的重要儀器。
差熱分析儀測量的是試樣的放出熱量或吸收熱量的數值；而差示掃描熱量儀測量的是試樣相對于參比物質（如在測試溫度范圍內沒有熱效應的氧化鋁等）在單位時間內的能量之差（或功率之差）。
兩者橫坐標都是溫度。而縱坐標，差熱分析譜是熱效應（吸熱或放熱），有熱效應就出現峰，如果設計成吸熱峰向上，放熱峰就是向下的；差示掃描熱量分析譜縱坐標，如果試樣與參比物質都沒有熱效應，差示掃描熱量分析譜就是一條水平直線；如果試樣有熱效應，因為選擇的參比物質是沒有熱效應的，在差示掃描熱量分析譜中顯示的就是試樣的熱效應能量或功率之差的峰。
常用的測量的原理有兩種，即變位法和零位法。所謂變位法，是根據天平梁傾斜度與質量變化成比例的關系，用差動變壓器等檢知傾斜度，并自動記錄。零位法是采用差動變壓器法、光學法測定天平梁的傾斜度，然后去調整安裝在天平系統和磁場中線圈的電流，使線圈轉動恢復天平梁的傾斜，即所謂零位法。由于線圈轉動所施加的力與質量變化成比例，這個力又與線圈中的電流成比例，因此只需測量并記錄電流的變化，便可得到質量變化的曲線。
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