随着经济的快速发展，人们的生活水平显著提高，但是在发展背后表现出来的资源和环境问题却着实令人堪忧。保护生态环境和治理环境污染这一焦点问题已被世界各国所关注，而环境污染的主要根源在于有害气体的排放。由工业生产、民用燃煤以及汽车尾气等排放的二氧化碳气体可以导致温室效应、土地荒漠化等严重后果，因此对于二氧化碳气体的实时监测显得尤为重要。针对近年来迅速发展的非接触式光学气体检测技术，无论在精度还是在速度上都很好的弥补了传统气体测量方法对于气体浓度检测方面的不足，本文基于可调谐激光二极管吸收光谱（TDLAS）技术对二氧化碳气体浓度进行检测，它是一种高分辨率的吸收光谱技术，具有单模特性优秀、精度高、响应快、通用性强等优势。本系统以朗伯-比尔定律为基本理论基础并结合可调谐激光二极管吸收光谱技术应用于气体浓度检测的相关理论，对波长调制技术和谐波探测技术进行了理论推导，其中包括谐波探测次数、调制深度等理论实验参数的确定，同时，运用气体分子光谱和谱线线型的有关知识，对影响气体吸收谱线线宽的两个重要因素：温度和压强进行了研究，此外还设计组建了TDLAS系统，通过对可调谐激光二极管的特性测试得到激光器的最佳工作条件，并对构建的实验系统进行了二氧化碳气体浓度检测的实验，分别在不同温度和压力下对气体进行检测，对温度和压力对于测量浓度值产生的影响进行了修正。最后利用LabVIEW进行上位机的软件编程，通过线性拟合得到气体浓度的反演公式，再对标准浓度的气体进行测量得到比较满意的实验结果，基本实现了CO₂气体浓度的在线检测。