1897年, 科學家 Max Dennstedt 報告了一個簡單的有機元素分析的方法，發表為論文 ''über Vereinfachung der organischen Elementaranalyse''，采用來自賀利氏鉑金冶煉廠（Heraeus Platinum Smelting Factory）生產出高質量高純度的石英玻璃和鉑金，并很快將其應用到碳元素和氮元素的分析中。1923年, [[弗里茨普端格（Fritz Pregl）]] 獲得諾貝爾化學獎，以表彰其在“有機化合物微量分析法”的貢獻，其研究采用的是賀利氏公司制造的專用元素分析儀器，如今元素分析部門已經從賀利氏分離，建立了獨立的Elementar Analysensysteme GmbH，專注CHONS元素分析。
有機元素分析最早出現在19世紀30年代，李比希首先建立燃燒方法測定樣品中碳和氫兩種元素的含量，他首先將樣品充分燃燒，使碳和氫分別轉化為二氧化碳和水蒸氣，然后分別以氫氧化鉀溶液和氧化鈣吸收，根據各吸收管的重量變化分別計算出碳和氫的含量。
目前，元素的一般分析法有化學法、光譜法、能譜法等，其中化學法是最經典的分析方法。傳統的化學元素分析方法，具有分析時間長、工作量大等不足。隨著科學技術的不斷發展，自動化技術和計算機控制技術日趨成熟，元素分析自動化便隨之應運而生。有機元素分析的自動化儀器最早出現于20世紀60年代，后經不斷改進，配備了微機和微處理器進行條件控制和數據處理，方法簡便迅速，逐漸成為元素分析的主要方法手段。目前，有機元素分析儀上常用檢測方法主要有：示差熱導法、反應氣相色譜法、電量法和電導法幾種。
畢生研究有機元素分析儀的Hans-Pieter Sieper 博士說：現代有機元素分析儀與第一代微量分析儀相比，類似于將“現代發射光譜儀與19 世紀60 年代的Bunsen/Kirchhoff光譜分析儀相比”。現代的微電子學、檢測方法和軟件已經允許我們開發出分析性能更好、分析效率更高和用戶使用更加方便的有機元素分析儀器”。他特別解釋從低于1mg 的微量樣本到多于1g 或更多的宏量樣本的C,H,N,S 和O 的分析能力和將吹掃捕集分離與快速及簡便的色譜分離結合起來的可控熱解析技術引入元素分析領域。