該氣體感測器的最頂端是一層金屬氧化物（例如偵測揮發性有機化合物的錫氧化物），其下方有金（gold）觸點，可量測金屬氧化物的電阻；在金導線之下的是一個微小的加熱板，會為整個元件加熱，因此改變頂層的電阻值──與（透過孔洞）接觸感測器的氣體成正比。
然后該數位感測器利用Silicon Labs的8051微控制器（與感測器在同一個封裝中），來量測金電極之間的電阻，并即時緩沖其變化；當它超過一個既定水準，一個中斷警報就會被發送到智 慧型手機的應用處理器（或是應用處理器會周期性輪詢8051控制器清空緩沖記憶體，并繪制例如空氣品質的PPM記錄圖等，看應用程式如何執行）。
該種感測器的電池壽命可長達五年，僅需使用小型的鋰電池；結合感測器與微控制器的封裝元件尺寸為2.7mm×4.0mm×0.6mm，配備I2S介面、耗電低于1.2mW，閑置模式時的耗電量甚至低于6μW。
Cambridge的MEMS-CMOS氣體感測器結構
Cambridge 先前曾推出類比版本的感測器，需要OEM客戶添加自己的微控制器，或是借用應用處理器的寶貴資源來啟動微型加熱板、量測金電極之間的電阻并分析結果；而新 版的CCS811數位感測器，則可望讓氣體感測器進軍數十億臺的大眾市場智慧型手機、可穿戴式裝置與物聯網（IoT）設備。
成立于2008年的Cambridge CMOS Sensors花了六年時間開發出類比版本的氣體感測器，但最新的數位版產品則只花了一年的時間；接下來他們將在同一個封裝中整合多個CCS811感測器晶片，以支援更多種類的氣體感測。