氧氣傳感器可隨時檢測排氣中的氧濃度，并隨時向汽車的電控單元反饋信號。電控單元根據反饋信號及時調整噴油量，如信號反映混合氣偏濃，則減少噴油時間；反之，則增加噴油時間，從而使混合氣的空燃比始終保持在理論空燃比附近。這就是所謂的發動機閉環控制。
氧氣傳感器的常見故障：
氧氣傳感器一旦出現故障，汽車電控單元就不能接收空燃比反饋信號，因而不能對空燃比進行反饋控制，會使發動機油耗和排氣污染增加，發動機出現怠速不穩、缺火、喘振等故障現象。
1、氧氣傳感器中毒
氧氣傳感器中毒是經常出現并且較難防治的一種故障，氧氣傳感器頂尖部位的正常顏色為淡灰色，當頂尖部位的顏色為白色則是硅中毒，顏色為棕色則是鉛中毒。
2、積碳
積碳的氧氣傳感器頂部是碳黑色的。積碳粘附在氧氣傳感器表面，讓對氧敏感材料不能與排氣充分接觸，積碳少的情況下，可能出現輸出信號失準，積碳過多的情況下，氧氣傳感器會*失效。
3、氧氣傳感器陶瓷碎裂
氧化鋯氧氣傳感器的陶瓷硬并且脆，在安裝或維修過程中要避免用較硬的工具敲擊或者是用強烈氣流吹洗，這樣都有可能會使陶瓷碎裂，所以要特別注意。
4、加熱器電阻絲燒斷
加熱器電阻絲是給氧氣傳感器進行加熱，讓其可以提前進入工作狀態，如果加熱器電阻絲燒蝕，就很難使傳感器達到正常的工作溫度而失去作用。
5、氧氣傳感器內部線路斷脫
氧氣傳感器內部線路有很多是由線束和端子連接不良造成的，故障還可能是由于其它電系統干涉和機械或化學損壞所造成的，有時會因為檢修或其它原因導致其線路斷路或脫落。
