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Sowohl im Innen- als auch im Außenbereich kann die Luft mit Bestandteilen angereichert sein, die ab einer bestimmten Konzentration die Gesundheit gefährden oder den Ablauf bestimmter Prozesse beeinträchtigen. Geeignete Luftqualitätsmesser ermöglichen es, den Gehalt dieser Stoffe in der Luft zu erfassen und bei Bedarf angemessene Gegenmaßnahmen einzuleiten. Viele Luftqualitätsmesser zur Überwachung der Raumluft besitzen eine optische oder akustische Alarmfunktion oder eine farbbewertete Anzeige. Die Raumnutzer werden dadurch bei zu hohen Werten schnell gewarnt und müssen nicht ständig auf die sich ändernden Zahlenwerte achten. Luftqualitätsmesser, die an Stellen angebracht sind, bei denen der Messwert nicht an der Messstelle abgelesen werden kann, übertragen die Messdaten an externe Anzeigegeräte oder auf Computersysteme.
Luftqualitätsmesser unterscheiden sich vor allem in der Art und Anzahl der messbaren Parameter. Auch die Messbereiche und Genauigkeiten für denselben Parameter können bei verschiedenen Gerätetypen stark voneinander abweichen. Zu den häufig bestimmten Messgrößen gehören: Kohlendioxid, (CO2), Formaldehyd (CH2O bzw. HCHO), flüchtige organische Verbindungen (TVOC) und der Feinstaubgehalt. 
Außerdem können fast alle Luftqualitätsmesser Temperatur und Luftfeuchte bestimmen. Wegen ihrer direkten und indirekten Auswirkungen auf Umwelt und Gesundheit werden die Werte für Ozon, Stickstoffdioxide, Schwefeldioxid, Kohlenmonoxid, Ruß, Blei, Benzol und andere Luftschadstoffe auch behördlich überwacht. Dazu wurden durch die Bundesländer Messstationen sowohl in Gebieten mit hoher Verkehrsdichte als auch in ländlichen Regionen errichtet. Dort nehmen verschiedene Luftqualitätsmesser die Daten auf und leiten sie zur Auswertung und Dokumentation weiter. Auf den Seiten der zuständigen Landesämter können einige der Messdaten abgefragt werden.
Der Feinstaubgehalt wird meist als Partikelmenge in µg/m³ für definierte Partikelgrößen angegeben. Bei den Angaben PM1 / PM2,5 / PM 10 steht das PM für Particulate Matter, also für Feinstaub, unabhängig von dessen stofflicher Zusammensetzung. Die Ziffer steht jeweils für die maximale Partikelgröße der erfassten Teilchen. Die verschiedenen Partikelgrößen wirken sich auf die Atemwege unterschiedlich aus. Sie werden deshalb separat gemessen und mit den jeweiligen Grenzwerten verglichen. Neben den drei bereits genannten Größen gibt es viele weitere Abstufungen für die Partikelgröße.
Wenn für Dokumentation und Auswertung Werte über längere Zeiträume mit einem Luftqualitätsmesser aufgenommen werden sollen, ist es wichtig, auf die Speichermöglichkeiten zu achten. Einige Luftqualitätsmesser speichern nur sehr wenige Werte und nicht jedes Modell verfügt über eine Schnittstelle, um die gespeicherten Daten digital zu übertragen. Es sollte unbedingt geprüft werden, ob mit den von einem bestimmten Gerät gespeicherten Daten die beabsichtigten Auswertungen überhaupt möglich sind.
Viele Menschen verbringen einen großen Teil des Tages in Gebäuden. Dort können je nach Raumausstattung und Intensität der Raumnutzung schnell bedenkliche Werte beim CO2-Gehalt, bei Formaldehyd und bei flüchtigen organischen Verbindungen aus Lösungsmitteln erreicht werden. Auch die Ansteckungsgefahr bei Infektionskrankheiten, die über die Atemluft übertragen werden können, ist in Innenräumen weit höher als im Freien.
Luftqualitätsmesser bieten die Möglichkeit, die Werte zu überwachen und im Bedarfsfall rechtzeitig zu lüften. Zur Kontrolle der Luftqualität in Wohnräumen, Büros, Klassenzimmern und ähnlichen Räumen sind Luftqualitätsmesser zu empfehlen, die zumindest den Kohlendioxidgehalt und die Temperatur und die Feuchte der Raumluft bestimmen. Der Kohlendioxidgehalt kann dabei als Leitwert für gefährdende Stoffe aus der Atemluft genutzt werden. Steigt der CO2-Wert über den festgelegten Richtwert, sollte er durch Lüften wieder abgesenkt werden. Dies gilt sowohl für Räume mit Fensterlüftung als auch für solche mit Lüftungsanlagen. Steigt trotz automatisch geregelter mechanischer Raumlüftung der CO2-Wert häufig über den akzeptierten Maximalwert, sollte die Lüftungsanlage geprüft und neu eingestellt werden.
Durch Verkehr, Heizungsanlagen, Industrie und Landwirtschaft, aber auch durch natürlich Vorgänge werden erhebliche Mengen an Luftschadstoffen erzeugt. Deren Konzentration und Verteilung wird an ausgewählten Stellen durch spezielle Luftqualitätsmesser erfasst. Werden bestimmte Grenzwerte zum Beispiel bei Ozon überschritten, wird die Bevölkerung gewarnt. Bei der wiederholten oder ständigen Überschreitung anderer Messwerte können räumlich begrenzte Maßnahmen wie Fahrverbote für bestimmte Kraftfahrzeuge veranlasst werden. Der Erfolg dieser Maßnahmen sollte sich in der langfristigen Verbesserung der Messwerte abzeichnen.
Die Luftqualität ist auch beim Ablauf vieler biologischer, chemischer und physikalischer Prozesse von Bedeutung. Zum Beispiel müssen bei der Herstellung, Verarbeitung und Lagerung von Lebensmitteln genau definierte Bedingungen eingehalten werden, damit Produkte wie Joghurt und Käse entstehen und Lebensmittel lange aufbewahrt werden können. Auch bei der Fertigung von elektronischen Bauteilen, Chemikalien und bei Arzneimitteln bestehen hohe Anforderungen an die Reinheit der Umgebungsluft. An diesen stationären Arbeitsstätten werden meist fest installierte Luftqualitätsmesser eingesetzt, die die Messdaten an zentrale Stationen weitergeben können.
Oft kann mit Hilfe der aktuellen Messdaten dieser Luftqualitätsmesser sofort gegengesteuert werden, wenn die Werte eines Parameters nicht im vorgesehenen Bereich liegen. An anderen Arbeitsplätzen können durch den Arbeitsprozess erhöhte Anteile von Feinstaub oder sogar besonders gesundheitsgefährdende Partikel freigesetzt werden. In diesen Fällen können mobile Luftqualitätsmesser helfen, die Situation am Ort der Freisetzung zu bewerten.