人們已經發現SnO2、ZnO、Fe2O3、Cr2O3、MgO、NiO2等材料都存在氣敏效應。用這些金屬氧化物制成的氣敏薄膜是一種阻抗器件，氣體分子和敏感膜之間能交換離子，發生還原反應，引起敏感膜電阻的變化。作為傳感器還要求這種反應必須是可逆的，即為了消除氣體分子還必須發生一次氧化反應。傳感器內的加熱器有助于氧化反應進程。
選擇性是氣體傳感器的關鍵性能。如SnO2薄膜對多種氣體都敏感，如何提高SnO2氣敏器件的選擇性和靈敏度一直是研究的重點。主要措施有：在基體材料中加入不同的貴金屬或金屬氧化物催化劑，設置合適的工作溫度，利用過濾設備或透氣膜外過濾敏感氣體。
氣敏二極管的特性曲線左移可以看作二極管導通電壓發生改變，這一特性如果發生在場效應管的柵極，將使場效應管的閾值電壓UT改變。利用這一原理可以制成MOSFET型氣敏器件。 氫氣敏MOSFET是一種最典型的氣敏器件，它用金屬鈀(Pd)制成鈀柵。在含有氫氣的氣氛中，由于鈀的催化作用，氫氣分子分解成氫原子擴散到鈀與二氧化硅的界面，最終導致MOSFET的閾值電壓UT發生變化。使用時常將柵漏短接，可以保證MOSFET工作在飽和區，此時的漏極電流ID=β(UGS—UT)2，利用這一電路可以測出氫氣的濃度。