VOC傳感器內部包含一個常規的兩電極燃料電池傳感器。工作電極通過外電路將電子釋放到計數電極，并且在計數電隨著氧的減少而消耗，內電路由電解液中的離子流來實現。
設計精良，便于電解液的消長。電解液的消長隨環境溫度和濕度的變化而變化，但是仍可正常工作不會影響到校準值。
空氣質量傳感器在通電狀態下，2膜片被加熱，其溫度呈線性上升，且線性一致，無氣流通過時，2膜片的溫度差為0，當氣流通過時，由于氣流吹過2膜片的先后順序不同，引起2膜片溫度變化（虛線），而2膜片溫度之間的差值便是ECU計算出進氣質量的重要參數。
VOC傳感器為了獲得空氣流量，傳感器元件上的傳感器膜片（發熱金屬鉑絲固定在薄樹脂上構成）被中間安裝的加熱電阻加熱，膜片上的溫度分別被與加熱電阻平行安裝的2個溫度電阻測量。通過傳感器的氣流改變了膜片上的溫度分配，從而使得兩個溫度電阻的電阻值產生差異，由此對ECU輸出一個變化的電壓信號，在傳感器內部安裝有進氣溫度傳感器，用以測量進氣溫度。
VOC傳感器已經被廣泛成熟應用的呼吸酒精傳感器。作為主要污染的探測器，VOC傳感器擁有無限寬廣的應用空間，它可以用于空氣質量的一般檢測，或者監控任何一種它的感應氣體（此時交叉敏感度已不是問題）。該傳感器是電化學原理，適合于絕大多數的環境（-20℃——+50℃）監測使用。
這款VOC傳感器有六大設計結構特點：
1）VOC傳感器低成本
設計構造簡單以及很少的部件使得其成本得到降低，從而形成更有競爭力的價格。
2）感應氣體種類廣
對一氧化碳，二氧化硫，硫化氫，酒精，乙醛，氫氣，二甲醚和乙烯敏感，對烷烴，酮，芳香烴，二氧化碳和水蒸氣不具有敏感性。
3）VOC傳感器長壽命
它使用的是在世界范圍內已經有30 多年使用經驗的呼吸酒精傳感器的元件。而呼吸酒精傳感器的精度，穩定性和長久性都是已經得到了驗證的。
4）VOC傳感器響應快速
一條短小且低阻抗的擴散路徑使其響應時間很少
5）VOC傳感器電源要求低
燃料電池原理意味著它并不需要電源激勵，僅僅在信號的處理和顯示時需要電能，所以僅僅一個簡單的小電池單元即可。
6）VOC傳感器穩定性
非常好的穩定性，允許在使用過程中非常長的校準周期
可承受高壓：采用非薄膜構造，不包含在高壓環境下容易破碎的元件，經驗證，可以承受10 個大氣壓力。
空氣質量傳感器電路輸出的電流值于空氣中從0 到高濃度呈線性關系。輸出信號需要根據度要求進行放大和溫度補償。