在电化学原理方面，仪器采用离子选择性电极测量方法实现检测。每个电极都具有离子选择性膜，该膜与待测样品中的相应离子反应。当待测离子与溶液中的电极接触时，离子迁移发生在离子选择性电极基板的含水层中。迁移的离子的电荷变化导致膜面之间的电势改变，从而在测量电极和参考电极之间产生电势差。这种电势差可以通过高导电内部电极导向放大器，并通过与已知离子浓度的标准溶液进行比较，获得校准曲线，从而确定样品中的离子浓度。

此外，光学原理也被广泛应用于多参数水质分析仪中。例如，浊度和电导率的测量就基于光学原理。对于浊度的测量，仪器内部装有一束光源和一个光接收器。当光线穿过水样时，光线会被悬浮在水中的颗粒物散射或吸收，通过测量光线的强度变化，可以计算出水的浊度。电导率的测量也采用了类似的光学方法。

除了上述原理，多参数水质分析仪还通过微孔滤膜将水中各种离子分离出来，并加以测量。这些传感器模块包括溶解氧传感器、pH传感器、浊度传感器、电导率传感器和温度传感器等，每个模块都使用特定的测量原理来检测对应的水质参数。