Sondę umieszcza się w układzie wydechowym tak , że jedna strona urządzenia styka się z gorącymi gazami spalinowymi, osiągającymi w tym miejscu około 300 °C, a druga strona styka się z powietrzem z otoczenia.
Spiek ceramiczny dwutlenku cyrkonu w temperaturze powyżej 300 °C staje się swoistym elektrolitem zdolnym do przewodnictwa jonowego. W celu utrzymania odpowiedniej temperatury, niektóre sondy mają grzałkę. Warstwy platyny na jego powierzchni pełnią rolę elektrod, przy czym ich potencjał elektryczny jest funkcją stężenia tlenu w gazach, z którymi się stykają.
Sonda lambda przy dużej różnicy stężenia tlenu po obu stronach ogniwa generuje ono siłę elektromotoryczną dochodzącą do 1 V.
Napięcie generowane przez ogniwo jest przekazywane do modułu sterującego składem mieszanki paliwowo-powietrznej w silniku. Moduł ten dostosowuje na bieżąco skład mieszanki, tak aby w określonych warunkach obciążenia silnika, rodzaju paliwa i warunków atmosferycznych zapewnić jak najdoskonalszą pracę silnika i minimalizować emisję tlenku węgla . Tak więc jesli taka sonda sie zużyje/zanieczyści sadzą , wystawia złe napięcia dla kompa i wtedy komp dobiera złą mieszanka w skutek czego samochód albo jeździ dobrze , ale żłopie ile sie mu wleje , albo jest mułowaty i zaczyna nagle dymić . A o tym czy sonda działa jak należy można przekonać sie na stacji diagnostycznej podczas testu na emisje CO2 . No chyba że ktoś zna parametry danej sondy wtedy może sie pokusic o mierzenie napięcia jakie sonda wystawia i po dokonaniu pomiaru zweryfikuje jej poprwaność działania ( aczkolwiek jest to trudne do zmierzenia , bo sonda wystawia napięcie w okreslonych cyklach ) .
