热重分析仪是测定样品质量随温度的变化，样品放在样品池中程序升温，样品杆与天平梁的一端连接，升温之前，利用调节砝码及TG控制电路使天平平衡，然后以一定速度升温。如果样品无质量变化，则天平保持平衡，记录笔走直线（基线）。

若某温度时样品开始有质量变化，如热分解使样品失重时，天平梁失去平衡，梁的另一端向下倾斜，则透过光闸照射到光电池上的光能量发生变化，光电流改变，输入线圈中的电流改变，使磁铁芯向下移动，于是天平又恢复平衡。因此，在测定过程中，天平将始终保持平衡位置；而控制线圈中电流强度的变化，即相当于样品的失重或失重百分数。同时用连接在样品池底部的热电偶连续测定样品的温度，并用另一支记录笔记录电池。

利用热重分析仪热重分析可以研究物质的热稳定性、热分解温度、分解反应速度等。如果同时将分解产生的挥发组分输入气相色谱仪，测定分解产物的组成，则可以研究物质的热降解机理。从失重曲线上各点的斜率可以计算在各温度下的失重速度，从而可以计算分解速度常数K及反应活化能。此外，热重量分析还可以研究各种添加剂对热稳定性的影响。

从热重分析中可派生出的微商热重(Derivative Thermogravimetry)，它是TG曲线对温度（或时间）的一阶导数。它的纵坐标为dW/dt，横坐标为温度或时间。
　　
该DTG曲线准确反映样品的起始反应温度，达到大反应速率的温度(峰值），反应终止温度。利用DTG的峰面积与样品对应的重量变化成正比，可准确的进行定量分析。