在線水質分析儀器是一類專門的自動化在線分析儀表，儀器通過實時、現場操作，可在無需人工操作的情況下實現從水樣采集到數據輸出的快速分析;許多結構復雜的在線水質分析儀器已經具有了自動診斷、自動校準、自動清洗、故障報警等功能，以保證分析結果可靠性和儀器的長時間無故障運行。
目前有兩種不同結構和形式的在線水質分析儀器：“在線分析傳感器和比較復雜的自動化分析設備或者裝置”。按照國際標準化組織(ISO)代號ISO15839《水質-在線傳感器/分析設備的規范及性能檢驗》標準的定義：“在線分析傳感器/設備(on-line sensor/analyzing equipment) ，是一種自動測量設備，可以連續(或以給定頻率)輸出與溶液中測量到的一種或多種被測物的數值成比例的信號�！�
隨著全球范圍內對環境保護、水資源可持續利用以及水安全的日益重視，為滿足世界各國日趨嚴格的環保法規要求和不斷發展的水處理工業市場的需求，作為獲取水質信息的源頭技術，在線水質分析儀器及其應用技術得到了巨大的發展機會。
同時，計算機科學、分析化學、材料科學等相關科學技術的進步，也為在線水質分析儀器技術的發展提供了可靠的技術支撐。國際水協會(IWA)的前身國際水污染研究協會(IAWPR)自1973年就開始了組織主題為ICA(Instrumentation-儀表，Control-控制and Automation-自動化)的專題會議，專門推廣和研究水處理領域的在線水質分析儀器及過程控制的應用。
近來，世界衛生組織(WHO)也在其發布的《再生水飲用回用：安全飲用水生產指南》中指出需要在再生水飲用回用系統全流程的關鍵控制點實施運行監測，并建議盡量采用在線監測儀器進行數據實時監測和記錄。在技術進步和法規的推動下，越來越多的在線水質分析儀器被應用到環境監測、廢水排放監測，以及各種水處理工藝的過程控制系統中了。
在中國，伴隨著改革開放40年經濟高速發展的城鎮化與工業化進程，無論是在城鎮化過程中大量的自來水水廠和污水處理廠建設，還是工業化進程中各種火力發電廠、石油化工廠、大型冶金企業、食品釀造廠等高耗水工業企業的興建，都給予了在線水質分析儀器巨大的市場空間，在此基礎上，中國的在線水質分析儀器行業獲得了空前的成長機會，中國的在線水質分析儀器技術有了顯著的發展和長足的進步，在線水質分析儀器的可靠性得到了市場和權威機構的廣泛認可。
隨著政府和公眾對水環境保護和飲用水安全的高度重視，以及政府逐年增加的巨額環保資金，特別是在具有中國特色的“自動監測為主，手動監測為輔的監測模式”的環境監測技術路線的框架下，中國已經逐漸發展成為了在線水質分析儀器全球最大的地表水水質自動監測和廢水污染源排放自動監測領域的單一市場。
中國環境保護部門于2001年6月4號發布并同日實施了HBC 6-2001《環保產品認定技術要求 化學需氧量(CODCr)水質在線自動監測儀》行業標準，這是中國第一部用于廢水污染源排放自動監測的在線水質分析儀器標準，在接下來的幾年中，各個相關政府部門還陸續發布了多部在線水質分析儀器的國家和行業標準。標準的發布實施，加上在線水質分析儀器在實際水質監測中的成功應用，有力地推動了中國水質在線分析儀器市場的發展和技術的進步。
隨著中國環境保護事業和環保市場的持續發展，國務院辦公廳于2015年7月印發了《生態環境監測網絡建設方案》,提出例如“到2020年，全國生態環境監測網絡基本實現環境質量、重點污染源、生態狀況監測全覆蓋，各級各類監測數據系統互聯共享，監測預報預警、信息化能力和保障水平明顯提升，監測與監管協同聯動，初步建成陸海統籌、天地一體、上下協同、信息共享的生態環境監測網絡，使生態環境監測能力與生態文明建設要求相適應�！钡哪繕�，方案還要求“完善重點排污單位污染排放自動監測與異常報警機制，提高污染物超標排放、在線監測設備運行和重要核設施流出物異常等信息追蹤、捕獲與報警能力以及企業排污狀況智能化監控水平”。
在2018年1月1日正式實施的“中華人民共和國環境保護稅法”第十條中還明確規定了應稅污染物的計算方法，“納稅人安裝使用符合國家規定和監測規范的污染物自動監測設備的，按照污染物自動監測數據計算”，通過法律條文的形式進一步確定了在線分析儀器的地位。