有的作物冠层浓密，有的作物冠层稀疏，不同的冠层阳光透过率不同，农作物接受阳光的照射率也不同，这就会影响农作物的光合作用，同样的，天气的好坏，温度的高低，风的大小对农作物的影响也是不同的，这就需要用到冠层分析仪。
作物冠层分析仪以作物冠层尺度研究土壤-作物-大气连续系统(SPAC)内的二氧化碳浓度变化关系,该系统中作物是主体。有资料指出,生长茂密的小麦群体在光合作用旺盛时,每平方米土地上一个晴天里二氧化碳净同化量可达90g,灌浆期1h约同化掉11g二氧化碳,一夜的暗呼吸量大约在5g以上。晴天条件下,作物冠层分析仪在白天垂直方向上作物冠层内外二氧化碳浓度梯度变化很大。在株高约90cm处的小麦灌浆期,冠层以上二氧化碳浓度梯度小於0.4μL/L/cm;冠层内部约1μL/L/cm。由此可见,作物的光合与呼吸成为作物冠层内二氧化碳浓度日变化的主要原因,在SPAC系统中作物与大气在一天里起着源、汇交替的作用。而土壤是永久的二氧化碳源,大约每m2土地上一天中释放二氧化碳2～10g。作物冠层分析仪发现在夜间由于植株群体的呼吸作用及近地面大气逆温层的存在,地表附近二氧化碳聚集并不利于向上扩散而使浓度增高,垂直梯度更大。白天作物冠层内二氧化碳浓度值出现的高度与农田叶面积密度的位置接近一致。
冠层分析仪用于各种高度植物冠层的研究，利用鱼眼镜头和CCD图像传感器获取植物冠层图像，通过专用分析软件，获得植物冠层的相关指标和参数。
