汽車診斷設備的工作原理主要是通過采集車載電子控制系統的各種傳感器數據，然后進行分析處理，從而識別故障信息，為后續維修提供指導。

它基于車載診斷信息系統 OBD 的工作機制，通過車載 OBD 接口連接到車上，獲取發動機轉速、氧含量、燃油噴射等各種參數的實時數據。診斷設備會對采集的數據進行分析比對，依照預先設定的標準，自動識別出故障信息，并顯示故障代碼和相關信息。

其核心部件是高性能微處理器，負責執行各種診斷算法和處理數據。配備多種連接端口，用于與汽車電子系統、外部設備和數據傳輸。還有大屏幕顯示器和多功能控制按鍵，方便操作和查看結果。軟件系統通常采用模塊化架構，包含數據采集、分析、故障診斷、報告生成等多個功能模塊，也有數據庫管理模塊用于存儲和管理各種診斷數據。

目前國內汽車診斷主要以基于 CAN 線和基于 K 線為主。基于 CAN 線的診斷協議有 UDS，基于 K 線的診斷協議有 ISO14230 。K 線一般用于檢測系統，可單線或雙線通信，與診斷儀器連接傳遞數據，本質上是半雙工串行通信總線。

汽車診斷設備的連接方式多樣，包括標準化的 OBD-II 診斷接口連接，支持多種通信協議，如 ISO 9141、KWP2000、CAN 總線等；利用藍牙技術無線連接，實現遠程診斷檢測；通過 WIFI 無線網絡連接，與移動設備配合使用；部分專業級采用串口或以太網有線連接，保證傳輸穩定。

工作流程包括診斷前準備，連接診斷儀器、選擇車型并檢查工具，然后讀取車載電腦和傳感器數據，接著分析故障碼信息，最后根據結果提供修理建議。

汽車電控單元，俗稱汽車電腦，按照預定程序處理傳感器輸入信號，輸出給執行器控制汽車運行。它要承受惡劣環境，有穩定可靠性和耐久性，足夠智能化，能自診斷和檢測故障并存儲故障碼。存儲器分固件存儲器和臨時存儲器。工作過程包括信號過濾放大、模數轉換、運算與輸出控制等。

現在汽車有多個電控單元，各系統協調配合，通過 CAN 總線連成網絡系統，各電控單元能自動檢查監測，發現異常會報警存儲故障碼。

未來汽車診斷設備發展趨勢是集成化、便攜化、智能化和網絡化，能更快速準確診斷汽車故障。