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溫室氣體監測儀器是研究溫室氣體濃度變化趨勢以及源和匯的構成、性質和強度等的基礎，也是溫室效應評價的依據和減排措施制定的標尺。
溫室氣體監測技術是全面掌握溫室氣體排放及其環境、氣候效應，預測其未來變化的重要保障。發展溫室氣體監測儀器國產化技術，也是構建國家生態環境監測體系的重要組成部分。
此外，隨著國家“碳達峰”和“碳中和”戰略的實施，溫室氣體的準確監測與評估將成為降碳目標的根本前提。
由于溫室氣體排放存在較大的時空變化特征，為了進行準確的排放估算，必須揭示溫室氣體排放的日變化、季節變化和空間變化的規律性，這就需要時間分辨率高、監測尺度廣、準確度高、能夠長時間連續觀測的自動監測技術和儀器。
總的來說，目前的溫室氣體監測儀器，需要從點源、面源、區域等不同空間尺度開發天地一體化高靈敏時空監測技術。
目前主流的溫室氣體監測技術是以光和氣體組分的相互作用為物理機制，根據目標組分的特征光譜，借助光譜解析算法，再結合光機電算工程技術，實現溫室氣體濃度在不同時間、空間、距離下的非接觸定量反演。
常見的溫室氣體光譜學檢測技術主要包括非分散紅外光譜技術(NDIR)、傅立葉變換光譜技術(FTIR)、差分光學吸收光譜技術(DOAS)、差分吸收激光雷達技術(DIAL)、可調諧半導體激光吸收光譜技術(TDLAS)、離軸積分腔輸出光譜技術(OA-ICOS)、光腔衰蕩光譜技術(CRDS)、激光外差光譜技術(LHS)、空間外差光譜技術(SHS)等。
其中，NDIR技術利用氣體分子對寬帶紅外光的吸收光譜強度與濃度成正比的關系，進行溫室氣體反演，具有結構簡單、操作方便、成本低廉等優點，但儀器的光譜分辨率和檢測靈敏度較低。
FTIR技術通過測量紅外光的干涉圖，并對干涉圖進行傅立葉積分變換，從而獲得被測氣體紅外吸收光譜，能夠實現多種組分同時監測，適用于溫室氣體的本底、廓線和時空變化測量及其同位素探測，儀器系統較為復雜，價格比較昂貴。
DOAS也是一種寬帶光譜檢測技術，能夠實現多氣體組分探測，儀器光譜分辨率較低，易受水汽和氣溶膠的影響。DIAL技術是一種利用氣體分子后向散射效應進行氣體遙感探測的光譜技術，具有高精度、遠距離、高空間分辨等優點，系統較為復雜，成本較高。
TDLAS技術利用窄線寬的可調諧激光光源，完整地掃描到氣體分子的一條或幾條吸收譜線，具有響應速度快、靈敏度高、光譜分辨率高等優勢，能夠實現溫室氣體原位點式和區域開放式探測，對于多氣體組分探測通常需要多個激光器復用實現。
CRDS和OA-ICOS技術均屬于小型化的氣體原位探測技術，在溫室氣體監測方面，能夠實現很高的檢測靈敏度，成本比TDLAS要高。
LHS和SHS都屬于高精度、高光譜分辨的氣體檢測技術，適用于溫室氣體的柱濃度或垂直廓線探測，可用于地基和星載大氣探測領域。
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