Թթվածնի սենսորը վերադարձնում է խառը գազի կոնցենտրացիայի տեղեկատվությունը ECU-ին՝ հայտնաբերելով թթվածնի պարունակությունը շարժիչի արտանետվող գազում, և այն տեղադրվում է արտանետվող խողովակի վրա եռակողմ կատալիզատորից առաջ:

Լարման ազդանշան ստեղծելու համար օգտագործվող թթվածնի սենսորի զգայուն տարրը ցիրկոնիումի երկօքսիդն է (ZrO2), որն ունի պլատինի շերտ իր արտաքին մակերեսին, իսկ պլատինի արտաքին մասում՝ կերամիկայի շերտ՝ պլատինե էլեկտրոդը պաշտպանելու համար: Թթվածնի սենսորի զգայուն տարրի ներքին կողմը ենթարկվում է մթնոլորտին, իսկ արտաքին կողմը անցնում է շարժիչի կողմից արտանետվող արտանետվող գազով: Երբ սենսորի ջերմաստիճանը 300℃-ից բարձր է, եթե երկու կողմերում թթվածնի պարունակությունը միանգամայն տարբեր է, երկու կողմից էլ էլեկտրաշարժիչ ուժ կառաջանա: Սենսորի ներսում թթվածնի պարունակությունը մեծ է, քանի որ այն օդափոխվում է դեպի մթնոլորտ: Երբ խառնուրդը բարակ է, արտանետվող գազերում թթվածնի պարունակությունը բարձր է: Սենսորի երկու կողմերի միջև թթվածնի պարունակության տարբերությունը շատ փոքր է, ուստի դրա կողմից առաջացած էլեկտրաշարժիչ ուժը նույնպես շատ փոքր է (մոտ 0,1 Վ): Այնուամենայնիվ, երբ խառնուրդը չափազանց հարուստ է, արտանետվող գազերում թթվածնի պարունակությունը շատ փոքր է, զգայուն տարրի երկու կողմերի միջև թթվածնի կոնցենտրացիայի տարբերությունը մեծ է, և առաջացած էլեկտրաշարժիչ ուժը նույնպես մեծ է (մոտ 0,8 Վ): Թթվածնի սենսորի ներսում գտնվող ջեռուցիչը օգտագործվում է զգայուն տարրը տաքացնելու համար, որպեսզի այն կարողանա նորմալ աշխատել:

Եթե ​​թթվածնի սենսորը չունի ազդանշանի ելք կամ ելքային ազդանշանը աննորմալ է, դա կբարձրացնի վառելիքի սպառումը և շարժիչի արտանետումների աղտոտումը, ինչը կհանգեցնի անկայուն պարապ արագության, սխալ կրակի և աղմուկի: Թթվածնի սենսորի ընդհանուր սխալներն են.

1) մանգանով թունավորում. Չնայած կապարով բենզինն այլևս չի օգտագործվում, բենզինի հակաթակիչ նյութը պարունակում է մանգան, և մանգանի իոնները կամ մանգանատի իոնները այրվելուց հետո կհանգեցնեն թթվածնի սենսորի մակերեսին, այնպես որ այն չի կարող նորմալ ազդանշաններ արտադրել:

2) Ածխածնի նստվածք. Այն բանից հետո, երբ թթվածնի ցուցիչի պլատինե թերթիկի մակերեսը ածխածնի կուտակում է, նորմալ լարման ազդանշաններ չեն կարող առաջանալ:

3) թթվածնի սենսորի ներքին միացումում վատ շփման կամ բաց միացման պատճառով ազդանշանային լարման ելք չկա:

4) Թթվածնի սենսորի կերամիկական տարրը վնասված է և չի կարող նորմալ լարման ազդանշան առաջացնել:

5) այրվել է թթվածնի սենսորային տաքացուցիչի դիմադրողական լարը կամ խզվել է դրա միացումը, ինչի պատճառով թթվածնի տվիչը չի կարողանում արագ հասնել նորմալ աշխատանքային ջերմաստիճանի։