Ibinabalik ng sensor ng oxygen ang impormasyon ng konsentrasyon ng halo-halong gas sa ECU sa pamamagitan ng pag-detect ng nilalaman ng oxygen sa gas na tambutso ng engine, at ito ay naka-install sa exhaust pipe bago ang three-way na catalyst.

Ang sensitibong elemento ng oxygen sensor na ginagamit upang makabuo ng signal ng boltahe ay zirconium dioxide (ZrO2), na may isang layer ng platinum sa panlabas na ibabaw nito, at isang layer ng mga keramika sa labas ng platinum upang protektahan ang platinum electrode. Ang panloob na bahagi ng sensing element ng oxygen sensor ay nakalantad sa atmospera, at ang panlabas na bahagi ay dumadaan sa maubos na gas na pinalabas ng makina. Kapag ang temperatura ng sensor ay higit sa 300 ℃, kung ang nilalaman ng oxygen sa magkabilang panig ay medyo naiiba, isang electromotive force ang bubuo sa magkabilang panig. Ang nilalaman ng oxygen sa loob ng sensor ay mataas dahil ito ay maaliwalas sa kapaligiran. Kapag ang timpla ay manipis, ang nilalaman ng oxygen sa maubos na gas ay mataas. Ang pagkakaiba ng nilalaman ng oxygen sa pagitan ng dalawang gilid ng sensor ay napakaliit, kaya ang electromotive force na nabuo nito ay napakaliit din (mga 0.1V). Gayunpaman, kapag ang pinaghalong ay masyadong mayaman, ang nilalaman ng oxygen sa maubos na gas ay napakaliit, ang pagkakaiba sa konsentrasyon ng oxygen sa pagitan ng dalawang panig ng sensitibong elemento ay malaki, at ang nabuong electromotive na puwersa ay malaki din (mga 0.8V). Ang heater sa loob ng oxygen sensor ay ginagamit para initin ang sensitibong elemento para gumana ito nang normal.

Kung ang oxygen sensor ay walang signal output o ang output signal ay abnormal, ito ay magpapataas ng fuel consumption at exhaust polusyon ng engine, na magreresulta sa hindi matatag na idle speed, misfire at chattering. Ang mga karaniwang pagkakamali ng oxygen sensor ay:

1) Pagkalason sa mangganeso. Bagama't hindi na ginagamit ang lead na gasolina, ang antiknock agent sa gasolina ay naglalaman ng manganese, at ang mga manganese ions o manganate ions pagkatapos ng pagkasunog ay hahantong sa ibabaw ng oxygen sensor, upang hindi ito makagawa ng mga normal na signal.

2) Carbon deposition. Matapos ang ibabaw ng platinum sheet ng oxygen sensor ay carbon-deposited, ang mga normal na signal ng boltahe ay hindi maaaring mabuo.

3) Walang output ng boltahe ng signal dahil sa mahinang contact o bukas na circuit sa panloob na circuit ng oxygen sensor.

4) Ang ceramic na elemento ng oxygen sensor ay nasira at hindi makabuo ng normal na signal ng boltahe.

5) Ang resistensyang wire ng oxygen sensor heater ay nasunog o ang circuit nito ay nasira, na ginagawang ang oxygen sensor ay hindi mabilis na maabot ang normal na temperatura ng pagtatrabaho.