⼀直以來，水質快速分析儀器都是沿著在線分析儀器研發製造技術和在線⽔質分析儀器應⽤技術兩個⽅⾯同時發展的。
根據ISO標準的定義，有兩種形式的在線⽔質分析儀器：在線分析傳感器和⽐較複雜的⾃動化分析設備或者裝置。
第⼀代的在線⽔質分析儀器常常是以在線分析傳感器+顯⽰控製器的形式出現的。
儀器通常結構都⽐較簡單，通過傳感器直接和被測⽔樣接觸獲得⽔質指標的數據。最初可以測量的⽔質指標，主要是⼀些簡單的物理指標和成分指標，如⽔溫、電導率、PH、ORP、溶解氧等。 接著是濁度、懸浮物濃度等光學原理的傳感器;隨著電化學分析技術的發展，氟離⼦、銨離⼦、硝酸鹽等多種離⼦選擇電極法原理的在線⽔質分析傳感器也開始進⼊市場。
由於傳感器和⽔樣直接接觸，⽆法像實驗室⼈⼯分析時進⾏樣品預處理及去除樣品中⼲擾物質，在⾯對⽔質複雜的⽔樣(⾼溫、⾼壓、含油、硫化物、重⾦屬、懸浮物、⾼鹽度、腐蝕性⽓體等各種雜質)時的適⽤性受到很⼤局限，最初的測量對象主要是地表⽔、飲⽤⽔、市政汙⽔以及⼯業純⽔等⽔質情況較為簡單的⽔體。
為了解決傳感器測量複雜⽔樣的適⽤性問題，也為了實現⼀些實驗室⼈⼯分析⽅法步驟⽐較繁瑣或者測試條件要求較⾼的⽔質參數的⾃動分析，隨著⾃動控製技術的采⽤，結構⽐較複雜的⽔質分析儀器-⽔質⾃動化分析設備開始出現。 儀器通過控製⼀整套的設備或裝置的⾃動運⾏來完成以前實驗室⼈⼯分析的步驟，⽐如：過濾、加熱、加顯⾊劑、混合、測量等等。另外，為了保證長時間連續運⾏的準確度，還需要定時對儀器進⾏⾃動校準，以及定期的⼈⼯維護。這⼀類在線⽔質分析儀器結構複雜，多⽤於⽔質成分指標(TOC 、SiO2、總磷、總氮、重⾦屬等)和評估性⽔質綜合指標(COD、堿度、硬度、⽣物毒性等)。
隨著現代科學技術的發展，特別是分析化學、材料科學、電⼦科學以及包括計算機技術和通訊技術、⾃動控製技術在內的係統⼯程成套⾃動化技術的發展，再加上⽔質科學⾃⾝的發展與進步，從以下介紹的多個維度共同推動了在線⽔質分析儀器技術的發展。
⾸先，在測量原理⽅⾯，除了傳統的電化學、光學、光電⽐⾊法原理，激光誘導擊穿光譜、混合多光譜分析、X射線熒光分析、三維熒光光譜、⽣物技術等各種新的測量原理被應⽤到了在線⽔質分析儀器;同時，流動注射分析技術的發展和應⽤，使得儀器分析時間⼤⼤縮短，增強了在線分析技術實時性的優點。
其次，⽔質科學的發展，提出了“替代參數”的概念，為在線⽔質分析儀器的開發和應⽤開拓了新的空間。⽔質替代參數是指⼀類特定的⽔質參數，可以綜合反映⽔體的某⼀類別的⽔汙染情況或⽔處理過程中某些不能實現在線監測⽽且實驗室分析也⾮常繁瑣⽔質參數的變化。
⽬前，對飲⽤⽔⽔質安全來講，反應有機物總量及某些特定成分變化的綜合性指標UV254是⽬前⾮常重要的⽔質替代參數，可以通過UV254的實時測量，獲得和⽔中有機物汙染相關的其他參數(如，COD、BOD、TOC等)的信息。由於能實時反映⽔質的變化，測量“替代參數”的在線⽔質分析儀器在⽔處理⼯藝過程控製中有著⾮常重要的價值。⽬前其他重要的在線⽔質替代參數分析儀器還有：濁度、顆粒物、SDI(汙染指數)等。
材料科學的快速發展，在線⽔質分析儀器傳感器的環境適應性也得到了很⼤提⾼。 表現為：⾼溫材料的采⽤，使得傳感器的最⾼⼯作溫度範圍不斷提⾼;傳感器材質采⽤惰性的材料，可以耐受⽔中硫化氫、硫化物、⾼鹽、重⾦屬、油汙染的探頭，可以耐受⾼強度核輻射的溶解氧和溶解氫探頭應⽤於核電⼚;采⽤鈦合⾦材料，可長時間應⽤於海洋監測的傳感器等等。
另外，和所有儀器產品⼀樣，在線⽔質分析儀器中執⾏數據處理與通訊功能的硬件與軟件都采⽤了電⼦⼯業的最新技術。相對於最初的模擬電路，由於數字電路設計要⽐模擬電路相對簡單、⾃動化程度⾼，對設計⼈員的經驗⽔平要求也稍低，數字電路技術的采⽤和普及，使得儀器設計和批量⽣產的成本得以⼤幅下降，儀器的可靠性有了很⼤的提升。
⽬前的在線⽔質分析儀器的控製器普遍具有了⾃動運算、統計、圖形顯⽰、趨勢分析等數據處理功能;同時，儀器⼀般具有⾃動診斷、故障報警功能，⽅便儀器運⾏及維護⼈員及時發現和解決儀器的問題。
在通訊及數據傳輸⽅⾯，RS232、RS485以及Profibus、Modbus等現場總線技術和TCP/IP等⽹絡協議得到了普遍應⽤，為實現⽔質監測數據的實時傳輸及⽔處理過程的⾃動控製提供了⽀持。
最後，標準化進⼀步⽀持了在線⽔質分析儀器技術和⾏業的發展。國際標準化組織(ISO)在2003年製定的代號為ISO15839-2003的標準《⽔質在線傳感器/分析設備-⽔質規範和性能測試》,定義了在線⽔質分析儀器的性能特征，建⽴了評估及測定性能特征參數的測試程序，這個通⽤性標準給在線⽔質分析儀器的研發、⽣產及驗收提供了依據。
進⼊21世紀以來的⼗多年中，中國也發布了⼤量有關在線⽔質分析儀器的國家標準和⼀係列的⾏業標準。這些標準的發布與實施，為在線⽔質分析儀器的應⽤與發展提供了技術上的可靠保證。
