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。