二氧化碳培養(yǎng)箱通常能夠指定二氧化碳水平的設(shè)定值（通常為5％）。培養(yǎng)箱包含一個(gè)CO2傳感器和一個(gè)控制模塊，當(dāng)水位下降時(shí)會提示CO2流量。當(dāng)培養(yǎng)箱門打開時(shí)，由于與外部環(huán)境的濃度差異，CO2迅速沖出培養(yǎng)室。該下降由傳感器檢測并且繼電器發(fā)送信號以提高二氧化碳水平。有兩種常見的檢測器形式用于監(jiān)測培養(yǎng)箱內(nèi)的二氧化碳水平：熱導(dǎo)率和紅外線。
導(dǎo)熱傳感器測量溫度阻力的變化。在培養(yǎng)箱中，一個(gè)傳感器暴露于室（環(huán)境），而另一個(gè)傳感器被隔離（控制）。由于二氧化碳的減少也會導(dǎo)致溫度下降，所以兩個(gè)傳感器之間的電阻會改變。這會觸發(fā)CO2罐的“清除” ，持續(xù)到腔室達(dá)到預(yù)先設(shè)定的設(shè)定點(diǎn)。不幸的是，培養(yǎng)箱溫度設(shè)置和濕度水平也會影響熱導(dǎo)率傳感器，所以存在一定程度的不準(zhǔn)確性; 當(dāng)培養(yǎng)箱門經(jīng)常打開時(shí)尤其如此。以開放的大門，不僅是CO2流失了，但相對濕度水平下降。因此，導(dǎo)熱監(jiān)測培養(yǎng)箱更適合長期儲存細(xì)胞培養(yǎng)物。
 
更精確（但也更昂貴）的CO2級監(jiān)測系統(tǒng)是紅外線（不可見能量，波長比可見光長）。測量紅外光譜中光吸收的光學(xué)傳感器尋找培養(yǎng)箱中二氧化碳的量; 吸收程度與CO2的量成正比。吸收不受溫度或濕度的影響，因此它比熱導(dǎo)率傳感器更可靠的CO2濃度指示器。大多數(shù)儀器都具有獨(dú)立的傳感模塊，可以在設(shè)定的時(shí)間間隔自動校準(zhǔn)。盡管成本較高，但紅外感應(yīng)單元是需要經(jīng)常訪問培養(yǎng)箱內(nèi)容物的理想解決方案。