近年来，温室效应愈发明显，环境二氧化碳（CO₂）浓度增加带来的副作用严重影响了人们的生产生活。目前，商业化的CO₂传感器体积较大，便携化、高精度、模块化等方面不尽人意，设计了一种基于热释电的非分光红外法（NDIR） CO₂浓度测量系统，主要分为气室结构设计、信号电路设计、软件控制设计与数据处理四个部分。气室结构设计方面采用单通道结构设计，并对气室进行了光学仿真，最终确定了气室的尺寸，有效提高了系统的测量精度。信号电路设计方面设计了一种基于差分方式的小信号放大电路，将有效信号从噪声中提取并放大，提高分辨率。软件控制设计方面应用数字滤波算法，滤除干扰与杂波，提取数据中的有效值，提高信噪比。数据处理方面，搭建CO₂气体测试平台，通过温湿度与峰峰值补偿公式补偿温度对峰峰值产生的影响，再使用25 ℃下曲线拟合法计算气体浓度值，最终通过串口输出。经过测试，该系统测量范围为5%，相对误差值在1500 ppm以内，能够满足防火报警、矿下监测等场合的安全测试需求。