Установлен в приемной трубе системы выпуска отработавший газов. Кислород, содержащийся в отработавших газах, создает разность потенциалов на выходе датчика, изменяющуюся приблизительно от 0.1 В (много кислорода ― бедная смесь) до 0.9 В (мало кислорода ― богатая смесь). По сигналу от датчика кислорода контроллер корректирует подачу топлива форсунками так, чтобы состав отработавших газов был оптимальный для работы нейтрализатора (напряжение кислородного датчика ― около 0.5 В). Для нормальной работы датчик кислорода должен иметь температуру не ниже 360 С, поэтому для быстрого прогрева после запуска двигателя в него встроен нагревательный элемент.

Контроллер постоянно выдает в цепь датчика кислорода стабилизированное напряжение 0.45 В. Пока датчик не прогреет опорное напряжение остается неизменным. При этом контроллер управляет системой впрыска, не учитывая напряжение на датчике. Как только датчик прогреется, он начинает измерять опорное напряжение. Тогда контроллер отключает нагрев датчика и начинает учитывать сигнал датчика кислорода.