在使用三元催化转换器以减少排气污染的发动机上，
氧传感器是*的元件。由于混合气的空燃比一旦偏离理论空燃比，三元催化剂对CO、HC和NOx的净化能力将急剧下降，故在排气管中安装氧传感器，用以检测排气中氧的浓度，并向ECU发出反馈信号，再由ECU控制喷油器喷油量的增减，从而将混合气的空燃比控制在理论值附近。
氧传感器是利用陶瓷敏感元件测量各类加热炉或排气管道中的氧电势，由化学平衡原理计算出对应的氧浓度，达到监测和控制炉内燃烧空燃比，产品及尾气排放达标的测量元件，广泛应用于各类煤燃烧、油燃烧、气燃烧等炉体的气氛控制。它是目前的燃烧气分测量方式，结构简单、响应迅速、维护容易、使用方便、测量等优点。运用该传感器进行燃烧气氛测量和控制既能稳定和产品，又可缩短生产周期，节约能源。
氧传感器利用了Nernst原理。
其核心元件是多孔的ZrO2陶瓷管，它是一种固态电解质，两侧面分别烧结上多孔铂（Pt）电极。在一定温度下，由于两侧氧浓度不同，高浓度侧(陶瓷管内侧4)的氧分子被吸附在铂电极上与电子（4e）结合形成氧离子O2-，使该电极带正电，O2-离子通过电解质中的氧离子空位迁移到低氧浓度侧(废气侧)，使该电极带负电, 即产生电势差。
当空燃比较低时(浓混合气)，废气中的氧较少，因此陶瓷管外侧氧离子较少，形成1.0V左右的电动势；
当空燃比等于14.7时，此时陶瓷管内外两侧产生的电动势为0.4V~0.5V， 该电动势为基准电动势；
当空燃比较高时（稀混合气），废气中氧含量较高，陶瓷管内外的氧离子浓度差较小，所以产生电动势很低，接近。
加热型氧传感器：
- 加热型氧传感器抗铅能力强；
- 对排气温度依赖少，能在负荷低、废气温度较低的情况下照常发挥作用；
- 起动后迅速进入闭环控制
