測定COD的實驗室儀器設備主要有消解加熱器和分光光度計。有采用開管或密封管的加熱方式，一般都有15～25個孔，可以插入試管，控溫可以在145～170℃，還配備定時器，以便控制加熱的時間。采用分光光度計是對氧化反應后試樣中的Cr6+或Cr3+進行檢測，再換算成COD的濃度。

1. 對于COD值小于50mg/L的水樣，應采用低濃度的重鉻酸鉀溶液氧化消解，加熱回流后采用低濃度的硫酸亞鐵銨溶液滴定。
2. 取20.0ml混合均勻的水樣（或適量水樣稀釋至20.0ml）置250ml磨口的回流錐形瓶中，準確加入10.0ml重鉻酸鉀標準溶液及數粒小玻璃珠或沸石，連接磨口回流冷凝管，打開冷凝水后，從冷凝管上口慢慢地加入30ml硫酸—硫酸銀溶液，輕輕搖動錐形瓶使溶液混勻，加熱回流2h（自開始沸騰時計時）。當廢水中氯離子含量超過30mg/L時，應事先把0.4g硫酸汞加入錐形瓶中，再加20.0ml廢水（或適量廢水稀釋至20.0ml），搖勻。
3. 冷卻后，用90mL水沖洗冷凝管壁，取下錐形瓶。溶液總體積不得少于140mL，否則因酸度太大，滴定終點不明顯。
4. 溶液再度冷卻后，加3滴試亞鐵靈指示液，用硫酸亞鐵銨標準溶液滴定，溶液的顏色由黃色經藍綠色至紅褐色即為終點，記錄硫酸亞鐵銨標準溶液的用量。
5. 測定水樣的同時，以20.00ml重蒸鎦水，按同樣操作步驟作空白試驗。記錄滴定空白時硫酸亞鐵銨標準溶液的用量。
6. 計算

COD（O2,mg/L）=[C(V1-V2)×8000]/V0       （15）

式中：C——硫酸亞鐵銨標準溶液的濃度（mol/L）；
V0 ——滴定空白時硫酸亞鐵銨標準溶液用量 （mL）；
V1——滴定水樣時硫酸亞鐵銨標準溶液的用量(ml)；
V——水樣的體積（mL）；
8000——1/4O2的摩爾質量以mg/L為單位的換算值。
7. 有效數字
測定結果一般保留三位有效數字，對于低濃度COD值的水樣，當計算出COD值小于10 mg/L時，應表示為“COD<10 mg/L”。
因此，在表示測定結果時，諸如“COD＝122.56 mg/L”、“COD＝3.42mg/L”、“COD＝18600 mg/L”都是不妥的，對于超過三位數的COD應該用科學記數法表示，象“COD＝18600 mg/L”就應該表示成“COD＝1.86×104 mg/L”。
8. 精密度
40個不同的實驗室測定COD值為500 mg/L的鄰苯二甲酸氫鉀標樣時，其標準偏差為20mg/L，相對標準偏差為4.0％。
9. 工業廢水測定的精密度