自动控制的二氧化碳培养箱目前主要有三种形式的传感器：热导(TC)、红外线(TR)、超声波。
热导(TC)是通过电阻值的变化检测二氧化碳浓度。传感器中固定有两根表面有防腐层的电阻丝，阻值相同，一根密封，一根外漏。两根电阻丝作为电桥的两个臂，加入二氧化碳后，引起漏出的电阻丝阻值变化，电桥平衡被破坏。根据信号大小的变化，测量二氧化碳浓度热导传感器简单，成本低，线性较好，用的最多。缺点是反应慢(因此只能慢慢加气)，会腐蚀，容易零位漂移，所以一般仪器使用说
明书上都要求使用2-6个月要做零点校正。否则会产生极大的误差。
红外线(TR)传感器是用红外线为介质即通过二氧化碳气体对红外线的吸收来测定二氧化碳浓度。其线性好，灵敏度高，可以测到0-20ppm，结构比较复杂，价格比较贵，广泛用于对空气、温室二氧化碳的测量。但在二氧化碳培养箱上使用不多，因为培养室内温度高，湿度大，传感器本身不能放入培养室，要用气泵从培养室将气抽出来，通过加温或制冷，使水气不凝结，检测后再送回培养室。传感器内还装有同步电机，因此运动部件多，线路复杂，影响使用寿命。
超声波传感器是以超声波作为检测手段来检测二氧化碳浓度。超声波通过不同介质时传播的速度是不同的，超声波通过空气时是334M/分钟，通过二氧化碳时是274.6M/分钟，利用这种差别检测二氧化碳浓度的变化。超声波传感器没有运动部件，高湿度不受影响，使用寿命长，国内有少量生产。
上述三种形式都能对二氧化碳浓度检测，各有其优缺点。要实现自动控制，必须能检测二氧化碳浓度，检测的结果对比设定值再进行补充，使其维持在设定范围，在控制形式上是一个闭环。这三种形式的二氧化碳培养箱精度高，稳定性好，省气，现代实验室应该选择自动控制的二氧化碳培养箱。
还有一种配气式的二氧化碳培养箱，是早期传感器技术落后时的产物。配气式的二氧化碳培养箱使用两支玻璃管流量计，不停的对培养室充气，一定的时间后培养室二氧化碳浓度就接近流量计的配气比例，箱内二氧化碳浓度不能检测、显示、反馈，在控制形式上是一个开环。因温度和二氧化碳气的压力变化，流量计要随时人工调节，又称手动式。这种形式的二氧化碳培养箱精度低，稳定性差，耗气大，恢复慢，但价格比较便宜，适合短时间培养。