總有機碳是以碳的含量表示水體中有機物質總量的綜合指標，其結果以C的濃度（mg/L）表示。由于TOC的測定采用燃燒法，因此能將有機物全部氧化，它比BOD₅或COD更能反映有機物的總量。
目前廣泛應用的測定TOC的方法是燃燒氧化-非色散紅外吸收法（GB13193-91）、電導法、濕法氧化-非分散紅外吸收法等。其中燃燒氧化-非色散紅外吸收法流程簡單、重現性好、靈敏度高，在國內外廣泛采用，此法可分為差減法和直接法兩種。由于個別含碳有機物在高溫下也不易被燃燒氧化，因此測得的TOC值常低于理論值。
其中差減法的測定原理是：將一定量水樣注入高溫爐內的石英管，在900-950℃溫度下，以鉑和三氧化鈷或三氧化二鉻為催化劑，使有機物燃燒裂解轉化為二氧化碳，然后用紅外線氣體分析儀測定CO₂含量，從而確定水樣中碳的含量。因為在高溫下，水樣中的碳酸鹽也分解產生二氧化碳，故上面測得的為水樣中的總碳（TC）。為獲得有機碳含量，可采用兩種方法：一是將水樣預先酸化，通入氮氣曝氣，驅除各種碳酸鹽分解生成的二氧化碳后再注入儀器測定。另一種方法是使用高溫爐和低溫爐皆有的TOC測定儀。將同一等量水樣分別注入高溫爐（900℃）和低溫爐（150℃），則水樣中的有機碳和無機碳均轉化為CO₂，而低溫爐的石英管中裝有磷酸浸漬的玻璃棉，能使無機碳酸鹽在150℃分解為CO₂，有機物卻不能被分解氧化。將高、低溫爐中生成的CO₂依次導入非色散紅外氣體分析儀，分別測得總碳（TC）和無機碳（IC），二者之差即為總有機碳（TOC）。
TOC＝TC-IC
測定流程見圖3-40。該方法檢出濃度為0.5mg/L。