氧传感器是排气氧传感器EGO（Exhaust Oxygen Sensor）的简称，其功用是通过监测排气中氧离子的含量来获得混合气的空燃比信号，并将该信号转变为电信号输入ECU。ECU根据（λ）控制在0.98~1.02之间的范围内。使发动机得到最佳浓度的混合气，从而达到降低有害气体的排放量和节约燃油之目的。自1976年德国博世公司率先在瑞典沃尔沃（VOLVO）轿车上装用氧传感器之后，通用、福特、丰田、日产等汽车公司相继完成了氧传感器的开发与应用工作。汽车发动机燃油喷射系统采用的氧传感器分为氧化锆（ZrO2）式和氧化钛（TiO2） 式两种类型，氧化锆式氧传感器又分为加热型和非加热型两种，氧化钛式一般都为加热型传感器。在实际的维修做业中通常将氧传感器分为1线、2线、3线及4线四种类型，主要有钢质壳体、锆管（或二氧化钛传感器元件）、加热元件、电极引线、防水护套和线束插头等组成。其中1线和2线没有加热元件，只有3线4线才有。加热元件是受电控单元ECU控制的，它的作用是当空气进气量小（排气温度低）的时候，ECU控制加热元件通电加热氧传感器，使其工作在正常的工作温度，从而能够精确地检测排气中氧离子浓度变化。
氧传感器安装在汽车的排气管上，头部装进排气管内，尾部暴露在空气中，空气可以从尾部流入传感器内部（氧化锆式），传感器外部跟废气直接接触，这样当氧离子在锆管中扩散时，锆管内外表面之间的电位差将随可燃混合气浓度变化而变化，即锆管相当于一个氧浓差电池，传感器的信号源相当于一个可变电源。当可燃混合气稀时，废气中氧离子含量多，因此传感器内、外氧离子浓度没有多大差别，两个铂电极间的电位差较低，约为0.1V。相反，如果可燃混合气很浓，
排气中的氧离子含量很少，传感器内、外氧离子浓度差别很大，两个铂电极间的电位差也大，约为0.9V。发动机ECU根据来自氧传感器的电动势信号判别可燃混合气的浓与稀，并相应地修正喷油时间，控制喷油量使混合气浓度接近理论空燃比。通过闭环控制，再利用三元催化器，从而可以最大限度降低尾气排放，此外发动机性能也可以处于最佳状态，并提高燃烧效率，使汽车更节能，更环保。
氧传感器失效的主要原因是传感元件老化和中毒。氧传感器老化的主要原因是传感元件局部表面温度过高。氧传感器的传感元件受到污染而失效的现象称为中毒。氧传感器中毒主要是指铅中毒、硅中毒、和磷中毒。
在发动机利用氧传感器进行闭环控制的过程中，混合气的空燃比总是控制在理论空燃比附近，排气中几乎没有过剩的燃油，但是发动机刚刚起动（特别是冷车起动）之后（或大负荷状态工作时），为了快速预热发动机（或增大发动机输出功率），需要供给足够的燃油，排气中过剩的燃油就会在氧传感器的表面产生燃烧反应，一方面是形成碳粒而造成氧传感器表面的保护剥落，另一方面是使传感元件局部表面温度过高（超过1000oC）而加速传感器老化。
燃油或润滑油添加剂中的铅离子与氧传感器的铂电极发生化学反应，导致催化剂铂的催化性能降低的现象，称为铅中毒。虽然现在都使用无铅汽油，大大减少了氧传感器铅中毒的机率。但是，由于燃油或润滑油的添加剂中含有多种铅化合物，氧传感器的铅中毒也是不可避免的。
发动机上的硅密封胶、硅树脂成型部件、铸件内的硅添加剂等都有硅离子，这些硅离子会污染氧传感器的外侧电极，氧传感器内部端子处密封用的硅橡胶会污染内侧电极。硅离子与氧传感器的铂电极发生化学反应而导致催化剂铂的催化性能降低的现象，称为硅中毒。
在传感器表面，磷很少以纯磷状态析出，而是以某种化合物状态析出，这些磷化物污染氧传感器的现象，称为磷中毒。磷化物的应用很广，可以用作润滑剂、防锈剂和清洗剂。在发动机磨合期间或活塞环磨损之后，发动机润滑油添加剂中的磷化物就会窜入气缸中燃烧并随排气排出。在低温状态下，磷化物是以微粒子状态析出并沉淀在传感器保护层的表面将气孔堵塞而导致传感器中毒；在高温状态下，磷化物会附着在氧传感器以及三元催化器表面使其受到污染。