从二十世纪三十年代开始，TOC的方法被用于检测水质。但是过程复杂且需要很长的分析时间。二十世纪六十年代开始，开发了燃烧、非色散红外检测结合手动注射器注射的方法。最初，TOC主要被用作COD和BOD的替代或补充方法。随着TOC分析仪的普及，TOC作为一个快速检定水质的综合指标，通常作为评价水体有机物污染程度的重要依据。

TOC有机碳测定仪采用了高温催化燃烧氧化法，将试样连同净化气体(高纯氧)分别导入高温燃烧管和低温反应管中，经高温燃烧管的试样被高温催化氧化，其中的有机碳和无机碳均转化为二氧化碳，经低温反应管的试样被酸化后，其中的无机碳分解成二氧化碳，两种反应管中生产的二氧化碳经载气输送依次被导入非分散红外气体检测器NDIR中, CO₂被检测。从而分别测得水中的总碳（TC）和无机碳（IC）。总碳与无机碳之差值，即为总有机碳（TOC）。