化學發光免疫分析儀包含兩個部分, 即免疫反應系統和化學發光分析系統。化學發光分析系統是利用化學發光物質經催化劑的催化和氧化劑的氧化, 形成一個激發態的中間體, 當這種激發態中間體回到穩定的基態時, 同時發射出光子(hM) , 利用發光信號測量儀器測量光量子產額。免疫反應系統是將發光物質(在反應劑激發下生成激發態中間體) 直接標記在抗原(化學發光免疫分析) 或抗體(免疫化學發光分析) 上, 或酶作用于發光底物。
化學發光免疫分析儀器中核心探測器件為光電倍增管（PMT），由單光子檢測并傳輸至放大器，并加高壓電流放大，放大器將模擬電流轉化為數字電流，數字電流將發光信號由R232數據線傳輸給電腦并加以計算，得出臨床結果。
