二氧化碳培養箱CO2濃度探測可通過兩種控制系統：
紅外傳感器（IR）或熱傳導傳感器（TC）進行測量
當二氧化碳培養箱的門被打開時，CO2從箱體內漏出，此時傳感器就會探測到CO2濃度的降低，并做出及時的反應，重新注入CO2使其恢復到原先預設的水平。熱傳導傳感器（TC）監控CO2濃度的工作原理是通過測量兩個電熱調節器（一個調節器暴露于箱體環境內，另一個則是封閉的）之間的電阻變化來實現的。
箱內CO2濃度的變化會改變兩個電熱調節器間的電阻，從而促使傳感器產生反應以達到調節CO2水平的作用。TC控制系統的一個缺點就是箱內溫度和相對濕度的改變會影響傳感器的精確度。當箱門被頻繁打開時，不僅CO2濃度，溫度和相對濕度也會發生很大的波動，因而影響了TC傳感器的精度。當需要精確的培養條件和頻繁開啟培養箱門時，此控制系統就顯得不太適用了。
紅外傳感器（IR）作為另一個可選擇的控制系統比TC系統具備更精確的CO2控制能力，它是通過一個光學傳感器來檢測CO2水平的。IR系統包括一個紅外發射器和一個傳感器，當箱體內的CO2吸收了發射器發射的部分紅外線之后，傳感器就可以檢測出紅外線的減少量，而被吸收紅外線的量正好對應于二氧化碳培養箱箱體內CO2的水平，從而可以得出箱體內CO2的濃度。因為IR系統不會因溫度和相對濕度的改變而受到影響，所以它比TC系統更精