BOD测定仪的原理在于BH-11型BOD测定仪中。该仪器首先通过含有饱和溶解氧的水样进入测定槽与生物传感器的接触进行检测。当水样中不存在可生化降解的有机物时，溶解氧会向氧电极的扩散速度（质量）达到恒定，此时产生恒定电流。反之，若有可生化降解的有机物存在，有机物将受到生物膜中微生物的同化作用，微生物的细胞呼吸作用亦增强，消耗掉一部分溶解氧，导致扩散到氧电极表面的溶解氧减少。当溶解氧向电极扩散速度（质量）再次达到恒定时，会产生另一个恒定电流。由于两个恒定电流之间的差值与水样中可生化降解的有机物浓度存在定量关系，电流信号经过微机放大、分析处理后，可以直接将BOD检测结果展示出来。
