COD在线监测仪由三部分组成：采样系统、反应系统和控制系统。其工作原理是将样品、重铬酸钾消解液、硫酸银溶液（加入硫酸银作为催化剂可以更有效地氧化直链脂肪化合物）和浓硫酸的混合物加热至165℃，钾离子重铬酸盐溶于水。将有机物还原成三价铬，在特定波长下测定三价铬的含量，然后根据三价铬离子的多少换算出消耗氧的质量浓度（消耗的重铬酸根离子的量对应于可氧化有机物）。
减少亚硝酸盐、硫化物和亚铁离子等无机物会改善测量结果，它们的耗氧量会加到 COD 值中。加入硫酸汞可以消除氯离子的干扰，因为氯离子可以与汞离子形成非常稳定的汞离子。
COD在线监测仪的正确操作步骤：
1、在仪器中加入重铬酸钾、硫酸银、浓硫酸、标准溶液、标准零点溶液五种标准试剂。
2、采样系统从监测池中吸取水样并等待。打开进水电磁阀，微控电机驱动活塞泵将水样吸入测量管中。测量墙上有两个红外定位器。当水样达到刻度线时，红外定位器检测液体量并关闭进样电磁阀，然后打开进样电磁阀，活塞泵将水样压入消解管。
3、同法打开相应溶液电磁阀，活塞泵分别吸入重铬酸钾、硫酸银、浓硫酸，全部注入消解管加热至175摄氏度。经过一定时间后，消解冷却过程完成。最后，设备通过安装在消解管壁上的光度计测量COD值，进行比色转换得到COD值。同时将信号转换成4-20Ma的模拟量标准信号传输给监控中心可编程控制器的PLC。
4、打开进液阀，将废液吸入测量管，打开排液电磁阀，将废液通过测量管排出，清洗。