自動控制的CO2培養箱目前主要有三種形式的傳感器：熱導(TC)、紅外線(TR)、超聲波。
熱導(TC)是通過電阻值的變化檢測CO2濃度。傳感器中固定有兩根表面有防腐層的電阻絲，阻值相同，一根密封，一根外漏。兩根電阻絲作為電橋的兩個臂，加入CO2后，引起漏出的電阻絲阻值變化，電橋平衡被破壞。根據信號大小的變化，測量CO2濃度。?熱導傳感器簡單，成本低，線性較好，用的多。缺點是反應慢（因此只能慢慢加氣），會腐蝕，容易零位漂移，所以一般儀器使用說明書上都要求使用2-6個月要做零點校正。否則會產生的誤差。
紅外線(TR)傳感器是用紅外線為介質即通過CO2氣體對紅外線的吸收來測定CO2濃度。其線性好，靈敏度高，可以測到0-20ppm?，?結構比較復雜，價格比較貴，廣泛用于對空氣、溫室CO2的測量。但在CO2培養箱上使用不多，因為培養室內溫度高，濕度大，傳感器本身不能放入培養室，要用氣泵從培養室將氣抽出來，通過加溫或制冷，使水氣不凝結，檢測后再送回培養室。傳感器內還裝有同步電機，因此運動部件多，線路復雜，影響使用壽命。
超聲波傳感器是以超聲波作為檢測手段來檢測CO2濃度。超聲波通過不同介質時傳播的速度是不同的，超聲波通過空氣時是334M/分鐘，通過CO2時是274.6M/分鐘，利用這種差別檢測CO2濃度的變化。超聲波傳感器沒有運動部件，高濕度不受影響，使用壽命長，國內有少量生產。
上述三種形式都能對CO2濃度檢測，各有其優缺點。要實現自動控制，能檢測CO2濃度，檢測的結果對比設定值再進行補充，使其維持在設定范圍，在控制形式上是一個閉環。這三種形式的CO2培養箱精度高，穩定性好，省氣，現代實驗室應該選擇自動控制的CO2培養箱。
還有一種配氣式的CO2培養箱，是早期傳感器技術落后時的產物。配氣式的CO2培養箱使用兩支玻璃管流量計，不停的對培養室充氣，的時間后培養室CO2濃度就接近流量計的配氣比例，箱內CO2濃度不能檢測、顯示、反饋，在控制形式上是一個開環。因溫度和CO2氣的壓力變化，流量計要隨時人工調節，又稱手動式。這種形式的CO2培養箱精度低，穩定性差，耗氣大，恢復慢，但價格比較便宜，適合短時間培養