氧傳感器種類很多、結構不同，但均采用電化學原理制成。電化學氧傳感器主要有兩種類型：一是根據電池原理而設計的，本身就是個電池，不需外加電壓，可通過測量電解電流來測量溶解氧濃度。測量時將其放入待測溶液，水中溶解氧透過透氧膜，溶解于膜與電極之間的電解液薄層中，當兩輸出端接上負載電路時，氧在陰極表面上發生還原反應。對于結構和透氧膜確定的傳感器而言，在一定溫度下，氧傳感器的電流只與試樣中的氧分壓成正比，因此，測定電流即可知氧濃度。另一種是用來測量水中溶解氧的濃度的傳感器為電極恒電位電解式氧傳感器。在其兩電極之間加一適當的極化電壓，此時溶解氧透過高分子膜，在陰極上發生還原反應，產生了正比于試樣溶液中氧濃度的電流。當電極結構固定時，在一定溫度下，擴散電流的大小只與樣品氧濃度成正比例關系，測得電流值大小，便可知待測試樣中氧的濃度。