基本元件是专用陶瓷体,即 二氧化锆(ZrO2)固体电解质。陶瓷体制成试管试的管状,亦称锆管
锆管固定在带有安装螺钉的固定套中,锆管内外表面都覆盖着一层多孔性的铂膜作为电极。锆管内表面电极与大气相通,外表面则与废气接触。为了防止废气中的杂质腐蚀铂膜,在锆管外表面的薄膜上覆盖着一层多孔的氧化铝保护层,并且还加装一个防护套管。氧传感器的接线端有一个金属保护套,其上开有一孔,用于锆管内表面与大气相通,导线将锆管内表面铂极经绝缘套从传感器引出。
为了保证氧传感器具有稳定的输出信号,必须保证氧传感器处于300°C以上环境工作。因此,许多氧传感器增设了加热器。
氧化锆是一种具有氧离子传导性的固体电解质,氧化锆在高温下具有这样一种特性,即当内外侧的氧浓度差较大时,就会产生电动势。大气一侧和汽车排出废气一侧的氧浓度及氧分压是不同的。氧离子从氧气分压高的一侧(大气侧)移向氧气分压低的一侧(汽车排出废气侧),结果,在电极之间产生电动势。