在使用三元催化转换器以降低排气污染的发动机上，氧传感器是不可或缺的元件。因为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的净化能力将急剧降低，故在排气管中安装氧传感器，用以检查排气中氧的浓度，并向ECU发出反馈信号，在由ECU调节喷油器喷油量的增减，进而将混合气的空燃比调节在理论值附近。
氧传感器也叫作λ（兰姆达）传感器。λ是个神奇的字母，常用于表达某种临界状态。在汽车上用于权衡过量空气系数，正常的范围是0.97~1.03之间，当λ0.97时，混合气（空气与燃油混合形成的气体）过浓，λ大于1.03则混合气过稀。氧传感器通过检查排气中的氧含量来测算混合气浓度，并用这个调节喷油，维持混合气浓度处于理想水平。
混合气过浓（喷油量偏大）时车辆燃烧不充分，尾气中CO的含量高，也容易积碳（黑菊花就是这么来的），耗油增大甚至尾气发臭，混合气偏稀尾气NO超标，行驶流程中往往感觉动力不足。
氧传感器和三元催化器是孪生兄弟，若氧传感器失效了，发动机燃烧出现不正常，三元催化器不用太久也可能会挂掉。
