Bei den Verbrennungsanalyseverfahren wird die Probe in einem meist induktiv beheizten Ofen unter Sauerstoff verbrannt, und das dabei gebildete Kohlendioxid (CO2) wird analysiert, zum Beispiel coulometrisch oder mit einer Wärmeleitfähigkeitsmesszelle beziehungsweise mit Infrarot-Detektoren.
Die Geräte sind neben der Kohlenstoffbestimmung auch gleichzeitig für die Schwefelbestimmung ausgelegt, wobei das bei der Verbrennung entstandene Schwefeldioxid mitanalysiert wird. Ein besonders zuverlässiges Verfahren ist die coulometrische Messmethode, denn sie unterliegt keiner Beschränkung und ermöglicht die Bestimmung sowohl sehr kleiner Gehalte im ppm-Bereich als auch sehr hoher Gehalte im %-Bereich mit höchster Reproduzierbarkeit.
Die Bestimmung des Kohlenstoffgehaltes kann mit der optischen Emissionsspektrometrie erfolgen. Besondere Anforderungen an die Messung werden für die Kohlenstoffbestimmung im Gusseisen mit freiem Graphit gestellt. Moderne Emissionsspektrometer sind auch in der Lage, freien Graphit in den Proben mit zu analysieren.