光合儀：氣體交換原理，利用紅外氣體分析器（InfraRed Gas Analyzer IRGA）測量流經葉片前后CO2和H2O的濃度變化，分析葉片與環境發生的氣體交換，用固定了多少CO2來表征光合作用的能力。常用的參數是凈光合速率，蒸騰速率，氣孔導度，胞間二氧化碳濃度等。氣體交換是非常經典的光合作用測量方法，光合儀是常被用來測量氣體交換的儀器。
熒光儀：葉綠素熒光原理，通過檢測光合作用光能利用過程中葉綠素熒光的產量(F)，來分析光合作用光能吸收，轉化和分配。用葉綠素熒光參數來表征不同途徑能量分配的多少。常用的參數有光系統的最大光能轉換效率(Fv/Fm), 實際光能轉換效率(Yield), 光化學淬滅(qP), 非光化學淬滅(NPQ), 電子傳遞速率（ETR）等。葉綠素熒光法具有無損，原位測量等優勢，可以作為光合作用的有效探針，葉綠素熒光儀廣泛應用于實驗室和野外光合作用研究。
光合作用和蒸騰作用相伴發生，光合儀測量葉片和環境的氣體交換。交換的氣體是H2O和CO2，交換的門戶是氣孔，交換的結果是水分從葉片中蒸騰散失，CO2進入葉片被同化。光合儀測量光合作用極易受到環境濕度，CO2濃度，光照，溫度的影響，測量過程中應盡量保持環境條件穩定。
光能的吸收與耗散平衡，熒光儀測量吸收光能中用于發射熒光的部分，根據模型計算轉化為光合電子傳遞和熱耗散的部分。熒光儀測量的葉綠素熒光通常指的是室溫（25℃）葉綠素熒光，熒光儀測量光合作用主要受光照強度（PAR）和溫度的影響。