化学发光分析仪又称化学发光免疫分析(CLIA ) ,是用化学发光剂直接标记抗原或抗体的免疫分析方法。常用于标记的化学发光物质有吖啶酯类化合物——acridinium ester (AE) ,是有效的发光标记物 , 其通过起动发光试剂作用而发光, 强烈的直接发光在一秒钟内完成,为快速的闪烁发光。吖啶酯作为标记物用于免疫分析, 其化学反应简单、快速、无须催化剂；检测小分子抗原采用竞争法 ,大分子抗原则采用夹心法 , 非特异性结合少, 本底低；与大分子的结合不会减小所产生的光量, 从而增加灵敏度。
从标记免疫分析角度, 化学发光酶免疫分析( chemi luminescent enzyme immuno assay, CLEIA ) , 应属酶免疫分析, 只是酶反应的底物是发光剂,操作步骤与酶免分析*相同: 以酶标记生物活性物质(如酶标记的抗原或抗体) 进行免疫反应,免疫反应复合物上的酶再作用于发光底物,在信号试剂作用下发光, 用发光信号测定仪进行发光测定。目前常用的标记酶为辣根过氧化物酶(HRP) 和碱性磷酸酶(ALP) ,它们有各自的发光底物。
化学发光分析仪系统是利用化学发光物质经催化剂的催化和氧化剂的氧化， 形成一个激发态的中间体， 当这种激发态中间体回到稳定的基态时， 同时发射出光子(hM) , 利用发光信号测量仪器测量光量子产额。免疫反应系统是将发光物质（在反应剂激发下生成激发态中间体） 直接标记在抗原（化学发光免疫分析） 或抗体（免疫化学发光分析） 上， 或酶作用于发光底物。
化学发光分析仪中核心探测器件为光电倍增管（PMT），由单光子检测并传输至放大器，并加高压电流放大，放大器将模拟电流转化为数字电流，数字电流将发光信号由R232数据线传输给电脑并加以计算，得出临床结果。
