⼀直以来，水质快速分析仪器都是沿着在线分析仪器研发制造技术和在线⽔质分析仪器应⽤技术两个⽅⾯同时发展的。
根据ISO标准的定义，有两种形式的在线⽔质分析仪器：在线分析传感器和⽐较复杂的⾃动化分析设备或者装置。
第⼀代的在线⽔质分析仪器常常是以在线分析传感器+显⽰控制器的形式出现的。
仪器通常结构都⽐较简单，通过传感器直接和被测⽔样接触获得⽔质指标的数据。最初可以测量的⽔质指标，主要是⼀些简单的物理指标和成分指标，如⽔温、电导率、PH、ORP、溶解氧等。 接着是浊度、悬浮物浓度等光学原理的传感器;随着电化学分析技术的发展，氟离⼦、铵离⼦、硝酸盐等多种离⼦选择电极法原理的在线⽔质分析传感器也开始进⼊市场。
由于传感器和⽔样直接接触，⽆法像实验室⼈⼯分析时进⾏样品预处理及去除样品中⼲扰物质，在⾯对⽔质复杂的⽔样(⾼温、⾼压、含油、硫化物、重⾦属、悬浮物、⾼盐度、腐蚀性⽓体等各种杂质)时的适⽤性受到很⼤局限，最初的测量对象主要是地表⽔、饮⽤⽔、市政污⽔以及⼯业纯⽔等⽔质情况较为简单的⽔体。
为了解决传感器测量复杂⽔样的适⽤性问题，也为了实现⼀些实验室⼈⼯分析⽅法步骤⽐较繁琐或者测试条件要求较⾼的⽔质参数的⾃动分析，随着⾃动控制技术的采⽤，结构⽐较复杂的⽔质分析仪器-⽔质⾃动化分析设备开始出现。 仪器通过控制⼀整套的设备或装置的⾃动运⾏来完成以前实验室⼈⼯分析的步骤，⽐如：过滤、加热、加显⾊剂、混合、测量等等。另外，为了保证长时间连续运⾏的准确度，还需要定时对仪器进⾏⾃动校准，以及定期的⼈⼯维护。这⼀类在线⽔质分析仪器结构复杂，多⽤于⽔质成分指标(TOC 、SiO2、总磷、总氮、重⾦属等)和评估性⽔质综合指标(COD、碱度、硬度、⽣物毒性等)。
随着现代科学技术的发展，特别是分析化学、材料科学、电⼦科学以及包括计算机技术和通讯技术、⾃动控制技术在内的系统⼯程成套⾃动化技术的发展，再加上⽔质科学⾃⾝的发展与进步，从以下介绍的多个维度共同推动了在线⽔质分析仪器技术的发展。
⾸先，在测量原理⽅⾯，除了传统的电化学、光学、光电⽐⾊法原理，激光诱导击穿光谱、混合多光谱分析、X射线荧光分析、三维荧光光谱、⽣物技术等各种新的测量原理被应⽤到了在线⽔质分析仪器;同时，流动注射分析技术的发展和应⽤，使得仪器分析时间⼤⼤缩短，增强了在线分析技术实时性的优点。
其次，⽔质科学的发展，提出了“替代参数”的概念，为在线⽔质分析仪器的开发和应⽤开拓了新的空间。⽔质替代参数是指⼀类特定的⽔质参数，可以综合反映⽔体的某⼀类别的⽔污染情况或⽔处理过程中某些不能实现在线监测⽽且实验室分析也⾮常繁琐⽔质参数的变化。
⽬前，对饮⽤⽔⽔质安全来讲，反应有机物总量及某些特定成分变化的综合性指标UV254是⽬前⾮常重要的⽔质替代参数，可以通过UV254的实时测量，获得和⽔中有机物污染相关的其他参数(如，COD、BOD、TOC等)的信息。由于能实时反映⽔质的变化，测量“替代参数”的在线⽔质分析仪器在⽔处理⼯艺过程控制中有着⾮常重要的价值。⽬前其他重要的在线⽔质替代参数分析仪器还有：浊度、颗粒物、SDI(污染指数)等。
材料科学的快速发展，在线⽔质分析仪器传感器的环境适应性也得到了很⼤提⾼。 表现为：⾼温材料的采⽤，使得传感器的最⾼⼯作温度范围不断提⾼;传感器材质采⽤惰性的材料，可以耐受⽔中硫化氢、硫化物、⾼盐、重⾦属、油污染的探头，可以耐受⾼强度核辐射的溶解氧和溶解氢探头应⽤于核电⼚;采⽤钛合⾦材料，可长时间应⽤于海洋监测的传感器等等。
另外，和所有仪器产品⼀样，在线⽔质分析仪器中执⾏数据处理与通讯功能的硬件与软件都采⽤了电⼦⼯业的最新技术。相对于最初的模拟电路，由于数字电路设计要⽐模拟电路相对简单、⾃动化程度⾼，对设计⼈员的经验⽔平要求也稍低，数字电路技术的采⽤和普及，使得仪器设计和批量⽣产的成本得以⼤幅下降，仪器的可靠性有了很⼤的提升。
⽬前的在线⽔质分析仪器的控制器普遍具有了⾃动运算、统计、图形显⽰、趋势分析等数据处理功能;同时，仪器⼀般具有⾃动诊断、故障报警功能，⽅便仪器运⾏及维护⼈员及时发现和解决仪器的问题。
在通讯及数据传输⽅⾯，RS232、RS485以及Profibus、Modbus等现场总线技术和TCP/IP等⽹络协议得到了普遍应⽤，为实现⽔质监测数据的实时传输及⽔处理过程的⾃动控制提供了⽀持。
最后，标准化进⼀步⽀持了在线⽔质分析仪器技术和⾏业的发展。国际标准化组织(ISO)在2003年制定的代号为ISO15839-2003的标准《⽔质在线传感器/分析设备-⽔质规范和性能测试》,定义了在线⽔质分析仪器的性能特征，建⽴了评估及测定性能特征参数的测试程序，这个通⽤性标准给在线⽔质分析仪器的研发、⽣产及验收提供了依据。
进⼊21世纪以来的⼗多年中，中国也发布了⼤量有关在线⽔质分析仪器的国家标准和⼀系列的⾏业标准。这些标准的发布与实施，为在线⽔质分析仪器的应⽤与发展提供了技术上的可靠保证。