蛋白質測序儀主要檢測的是蛋白質一級結構（氨基酸序列），其基本原理沿用艾德蒙（Edman）化學降解法，這也是經典的蛋白質測序方法。利用 Edman化學降解法測定蛋白質或多肽N末端序列，在測定過程中，氨基酸殘基依次與異硫氰酸苯酯（PITC）作用，從蛋白質N末端依次切割下來，形成穩定的PTH氨基酸后進行分析和鑒定。Edman降解進行蛋白質與多肽序列分析是一個循環式的化學反應過程，包括偶聯、裂解、轉化三個主要步驟[1]：

　　偶聯在弱堿條件下，蛋白質或多肽鏈N末端殘基與PITC偶聯反應生成PTC-多肽。這一反應在45-48℃進行約15分鐘，并用過量的試劑使有機反應完全。

　　環化裂解在無水三氟醋酸（TFA）的作用下，可使靠近PTC基的氨基酸環化，肽鏈斷裂形成噻唑啉酮苯胺（ATZ）衍生物和一個失去末端氨基酸的剩余多肽。剩余多肽鏈可以進行下一次及后續的降解循環。

　　轉化 ATZ衍生物經25%TFA處理轉化為穩定的乙內酰苯硫脲氨基酸（PTH-氨基酸）。每個循環反應從蛋白質或多肽裂解一個氨基酸殘基，同時暴露出新的游離的氨基酸開始進行下一個 Edman化學降解反應，最后通過轉移的PTH-氨基酸鑒定實現蛋白質序列的測定。