CHN測定模式下，樣品在可熔錫囊或鋁囊中稱量后，進入燃燒管在純氧氛圍下靜態燃燒。燃燒的最后階段再通入定量的動態氧氣以保證所有的有機物和無機物都完全燃燒。如使用錫制封囊，燃燒最開始時發生的放熱反應可將燃燒溫度提高到1800°C，進一步確保燃燒反應完全。
樣品燃燒后的產物通過特定的試劑后形成CO2、H2O、N2和氮氧化物，同時試劑將一些干擾物質，如鹵族元素、S和P等去除。隨后氣體進入還原罐，與銅進行反應，去除過量的氧并將氮氧化物還原成N2，最后進入混合室，在常溫常壓下進行均勻的混合。
有機元素分析儀作用：混合均勻后的氣體通過三組高靈敏度的熱導檢測器，每組檢測器包含一對熱導池。前兩個熱導池之間安裝有H2O捕獲器，熱導池間的信號差與H2O的含量成正比，并與原樣品中氫含量成函數關系，以此測量出樣品中H的含量。接下來的兩個熱導池間為CO2捕獲器，用來測定C，最后以純He為參照測定N。
測定S和O的方法與CHN基本相同，只需更換一下試劑。硫燃燒后以SO2的形式單獨進行測量。氧同樣也是單獨測量，樣品在純氦氛圍下熱解后與鉑碳反應生成CO,進一步氧化成CO2后通過熱導池的檢測，最終計算出氧的含量。單獨測量可保證O、S的測量效果及最佳試劑用量，從而確保分析結果的準確性。