植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CO2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高CO2净同化量可达90g，灌浆期1h约同化掉11g CO2，一夜的暗呼吸量大约在5g以上。晴天条件下，冠层分析仪在白天垂直方向上作物冠层内外CO2浓度梯度变化很大。在株高约90cm处的小麦灌浆期，冠层以上CO2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CO2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。

　　而土壤是永远的CO2来源，大约每平米土地上一天中释放CO2 2-10g。通过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CO2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CO2浓度低值出现的高度与农田叶面积密度大的位置接近一致。