紅外氣體分析儀按照光源發出的光是否經過分光分為分光型和非分光型紅外氣體分析儀。固定分光型（CDIR）采用分光系統，使通過氣室的輻射光譜與待測組分的特征吸收光譜吻合，其優點是選擇性好，缺點是光束能量會減小，靈敏度不高。非分光型（NDIR）是指光源發出的連續光譜全部投射到待測樣品上，待測組分吸收其各個特征波長譜帶的紅外光，吸收具有積分性質，其優點是靈敏度高，高信噪比和良好的穩定性，缺點是待測樣品中的其他組分的重疊吸收峰會對測量產生干擾。

紅外氣體分析儀按照光學系統不同分為雙光路和單光路紅外氣體分析儀。雙光路是從兩個相同的光源或從分配的一個光源發出兩路彼此平行的紅外光束，分別通過幾何光路相同的分析氣室、參比氣室后進入檢測器。單光路是從光源發出單束紅外光，只通過一個幾何光路。但對于檢測器，接收到的是兩個不同波長的紅外光束，只是它們到達檢測器的時間不同。即利用調制盤的旋轉，將光源發出的光調制成不同波長的紅外光束，輪流通過分析氣室送往檢測器，實現時間上的雙光路。

紅外氣體分析儀按照檢測器類型的不同分為薄膜電容檢測器、微流量檢測器、半導體檢測器、熱釋電檢測器四種。而根據結構和工作原理的差別，又可以分成兩類，前兩種屬于氣動檢測器，后兩種屬于固體檢測器。氣動檢測器靠氣動壓力差工作，薄膜電容檢測器中的薄膜振動靠這種壓力差驅動，微流量檢測器中的流量波動也是由這種壓力差引起。不分光紅外（NDIR）源自氣動檢測器，只對待測氣體特征吸收波長的光譜有靈敏度，不需要分光就能得到很好的選擇性。半導體檢測器和熱釋電檢測器的檢測元件均為固體器件，固體檢測器直接對紅外輻射能量有響應，對紅外輻射光譜無選擇性，這種紅外分析屬于固定分光型（CDIR）。從優點上看，氣動檢測器的檢出限和靈敏度很好，而固體檢測器的結構簡單，調整容易。

紅外氣體分析儀按照檢測組分數量的不同分為單組分和多組分。
紅外氣體分析儀按照結構形式的不同分為防爆和非防爆。
紅外氣體分析儀按照安裝結構的不同分為機架式、臺式、壁掛式、柜式及便攜式。