變壓器油色譜分析儀的原理是變壓器在發生突發性事故之前，絕緣的劣化及潛伏性故障在運行電壓下將產生光、電、聲、熱、化學變化一系列效應及信息。對大型電力變壓器，目前幾乎是用油來絕緣和散熱，變壓器油與油中的固體有機絕緣材料（紙和紙板等）在運行電壓下因電、熱、氧化和局部電弧等多種因素作用會逐漸變質，裂解成低分子烴類氣體和一氧化碳及二氧化碳氣體，并大部分溶解于油中；如變壓器內部存在的潛伏性過熱或放電故障又會加快產氣的速率，同時絕緣油隨著故障點溫度的升高依次裂解產生烷烴、烯烴和炔烴。
因此，通過測量特征氣體的成分和含量、分析變壓器內部發熱或放電點的溫度，就可確定變壓器經受出口短路等故障后是否遭到破壞。同樣，故障氣體的產氣速率對反映故障的存在、嚴重程度及其發張趨勢更加直接和明顯，可以進一步確定故障的有無及性質，也是診斷故障的存在于發展的另一個依據。
變壓器油色譜分析儀工作流程：來自高壓氣瓶或氣體發生器的載氣入氣路控制系統，經調節和穩定到所需要的流量與壓力后，流入進樣裝置把樣品帶入色譜柱。經色譜柱分離后的各個組分依次進入檢測器經檢測后放空，由檢測器檢測到的電信號送至色譜工作站描繪出各組分的色譜峰，從而計算出各種氣體組分的含量。
影響變壓器油色譜分析儀FID靈敏度的九個因素：噴嘴孔徑、極化極和收集極的極間位置、極化極與噴嘴口的相對位置、氮氫流量比（氮氣流量比氫氣流量略大些靈敏度高）、空氣流量、微電流放大器輸入高阻（輸入高阻大，靈敏度高，但受噪聲增大的限制）、放大器輸出內衰減、色譜柱（固定相型號及顆粒度大小、柱子材質、柱子孔徑大小、柱子長短、裝柱技術、老化技術等因素都會影響靈敏度）、操作條件（流量與溫度）。
影響熱導靈敏度的因素：橋電流（橋電流大，靈敏度高）、工作溫度（熱導池工作溫度越高，靈敏度越底。一般是70℃）、載氣純度（載氣純度提高，可提高檢測靈敏度）、載氣流量（載氣流量越小，靈敏度越高）。
