氧传感器的传感元件是一种带孔隙的陶瓷管，管壁外侧被发动机排气包围，内侧通大气。传感陶瓷管壁是一种固态电解质，内有电加热管，把陶瓷体加热到300度的时候陶瓷体就开始工作。即具有固态电解质的特性。由于其材质的特殊，使得氧离子可以自由地通过陶瓷管。正是利用这一特性，将浓度在差转化成电势差，从而形成电信号输出。若混合气体偏浓。则陶瓷管内外氧离子浓度差较高，电势差偏高，大量的氧离子从内侧移到外侧，电压较高；若混合气偏稀，则陶瓷管内外氧离子浓度差较低，电势差较低，仅有少量的氧离子从内侧移动到外侧，输出电压较低。
故障诊断：ECU 对各种传感器、执行器以及功率放大电路和检测电路进行监测。一旦发现下列情况之一：氧传感器的故障标志位置位、蓄电池电压不可信、进气歧管绝对压力信号不可、发动机冷却液温度信号不可、喷油器驱动级故障氧传感器故障标志位置位之后，燃油定量闭环控制关闭，采用储存在ECU中的基本喷油时间进行燃油定量。
故障排除：氧传感器的工作电压在0.1－0.9V之间波动，10秒钟应该变化5-8次，低于这个频值说明传感器老化，需要更换。该传感器无法修复。
