Činnosť senzora je založená na meraní takzvaného Nernstovho potenciálu, ktorý je úmerný koncentrácii kyslíkových iónov v riadenom plynnom médiu.
Citlivý prvok lambda sondy (G3/2) pozostáva z kombinácie prvku Nernst a (41a) difúzny prvok (41b) (iónové čerpadlo), ktorý presúva ióny z katódy na anódu. Na zlepšenie presnosti merania sa porovnáva koncentrácia kyslíka v okolitom vzduchu. Na tento účel má snímač vzduchový kanál (41 d).
Senzor poskytuje uspokojivú presnosť merania s pomerom 1 (0,7 < k < 4,0).
Podmienkou stabilnej prevádzky snímača je stálosť teploty. K tomu má snímač ohrievač, ktorý neustále udržiava teplotu snímača na cca 750°C.
Pomer X=1 zodpovedá napätiu na Nernstovom prvku U - 450 mV.
VN 9.031 Okruh snímača kyslíka 48. Riadiaci obvod; 81. Prietok výfukových plynov; 41a. Nernstov prvok; 41b. Iónové čerpadlo; 41s. Difúzna medzera; 41d. Vzduchový kanál; 41s. ohrievač; IP. prúd iónovej pumpy; uh Napätie ohrievača; Uref. Porovnávacie napätie
VN 9.032 Závislosť prúdu iónovej pumpy od λ Signálu iónovej pumpy (IP) IP. Prúd iónovej pumpy (mA)
VN 9.033 1. Vstupný kyslíkový senzor G3/2; 2. snímací prvok; 3. Horný izolátor; 4. Tesniaca výplň; 5. Telo snímača; 6. Spodný izolátor; 7. Vonkajšia ochranná trubica; 8. Vnútorná ochranná trubica