化學發光分析儀又稱化學發光免疫分析(CLIA ) ,是用化學發光劑直接標記抗原或抗體的免疫分析方法。常用于標記的化學發光物質有吖啶酯類化合物——acridinium ester (AE) ,是有效的發光標記物 , 其通過起動發光試劑作用而發光, 強烈的直接發光在一秒鐘內完成,為快速的閃爍發光。吖啶酯作為標記物用于免疫分析, 其化學反應簡單、快速、無須催化劑；檢測小分子抗原采用競爭法 ,大分子抗原則采用夾心法 , 非特異性結合少, 本底低；與大分子的結合不會減小所產生的光量, 從而增加靈敏度。
從標記免疫分析角度, 化學發光酶免疫分析( chemi luminescent enzyme immuno assay, CLEIA ) , 應屬酶免疫分析, 只是酶反應的底物是發光劑,操作步驟與酶免分析*相同: 以酶標記生物活性物質(如酶標記的抗原或抗體) 進行免疫反應,免疫反應復合物上的酶再作用于發光底物,在信號試劑作用下發光, 用發光信號測定儀進行發光測定。目前常用的標記酶為辣根過氧化物酶(HRP) 和堿性磷酸酶(ALP) ,它們有各自的發光底物。
化學發光分析儀系統是利用化學發光物質經催化劑的催化和氧化劑的氧化， 形成一個激發態的中間體， 當這種激發態中間體回到穩定的基態時， 同時發射出光子(hM) , 利用發光信號測量儀器測量光量子產額。免疫反應系統是將發光物質（在反應劑激發下生成激發態中間體） 直接標記在抗原（化學發光免疫分析） 或抗體（免疫化學發光分析） 上， 或酶作用于發光底物。
化學發光分析儀中核心探測器件為光電倍增管（PMT），由單光子檢測并傳輸至放大器，并加高壓電流放大，放大器將模擬電流轉化為數字電流，數字電流將發光信號由R232數據線傳輸給電腦并加以計算，得出臨床結果。
