從二十世紀三十年代開始，TOC的方法被用于檢測水質。但是過程復雜且需要很長的分析時間。二十世紀六十年代開始，開發了燃燒、非色散紅外檢測結合手動注射器注射的方法。最初，TOC主要被用作COD和BOD的替代或補充方法。隨著TOC分析儀的普及，TOC作為一個快速檢定水質的綜合指標，通常作為評價水體有機物污染程度的重要依據。

TOC有機碳測定儀采用了高溫催化燃燒氧化法，將試樣連同凈化氣體(高純氧)分別導入高溫燃燒管和低溫反應管中，經高溫燃燒管的試樣被高溫催化氧化，其中的有機碳和無機碳均轉化為二氧化碳，經低溫反應管的試樣被酸化后，其中的無機碳分解成二氧化碳，兩種反應管中生產的二氧化碳經載氣輸送依次被導入非分散紅外氣體檢測器NDIR中, CO?被檢測。從而分別測得水中的總碳（TC）和無機碳（IC）。總碳與無機碳之差值，即為總有機碳（TOC）。