نحوه ی کار این حسگر به این صورت است که مقدار دود خروجی از اگزوز را ثبت کرده و به کامپیوتر خودرو منتقل می کند. سپس کامپیوتر آن را مورد تحلیل قرار می دهد. در مرحله ی بعد، واحد کنترل موتور یا ای سی یو، اطلاعات ارسال شده را بررسی می کند و در نهایت میزان پاشش سوخت در خودرو تعیین می شود.
سنسور اکسیژن در اغلب خودروها نظام یکسانی دارد. در نتیجه با دیدن یک سری علامت ها می توان خرابی یا کارکرد ناسالم آن را تشخیص داد. میزان دور موتور عاملی است که رانندگان همواره باید به آن توجه کنند. چرا که هرگونه تغییر در آن، رانندگان را متوجه می سازد تا نسبت به تعمیر خودرو اقدام نمایند. اگر سنسور اکسیژن در یک خودرو درست و دقیق کار نکند، دور موتور بالاتر از حد عادی خواهد بود. همچنین اگر مصرف سوخت خودرو به طرزغیر عادی بالا برود، یکی از دلایل آن به حسگر اکسیژن برمی گردد. پس از دست رفتن مقدار زیادی از سوخت در خودرو، یعنی سنسور اکسیژن به درستی میزان اکسیژن نسوخته در هوای خروجی خودرو را اندازه گیری نکرده است.