氧傳感器用于檢查廢氣中的氧含量，并獲得混合氣體的空燃料比稀信號。信號輸入到發動機控制模塊后，發動機控制模塊根據信號調節發動機的噴油量，實現閉環調節，使催化轉化器起到更好的凈化作用。

氧傳感器是使用三元催化轉化器減少排氣污染的發動機中不可缺少的部件。因為一旦混合氣的空燃料比偏離理論的空燃料比，三元催化器對CO、HC和NOx的凈化能力將急劇下降，所以在排氣管中安裝了氧傳感器，用于檢查廢氣中的氧濃度，并向ECU發送反饋信號。當電子控制單元調節噴油器噴油量的增加或減少時，混合物的空燃油比將被調節到理論值。

氧傳感器基于能斯特原理。其核心部件為多孔氧化鋯陶瓷管，為固體電解質，其兩側分別燒結有多孔鉑電極。在必要的溫度下，由于兩側氧濃度不同，高濃度側(陶瓷管內部)的氧分子吸附在鉑電極上，與電子結合形成氧離子O2-，使電極帶正電，O2-離子通過電解液中的氧離子空位點遷移到低氧濃度側(廢氣側)，使電極帶負電，即產生電位差。