在使用三元催化轉換器以減少排氣污染的發(fā)動(dòng)機上，氧傳感器是必不可少的元件。由于混合氣的空燃比一旦偏離理論空燃比，三元催化劑對CO、HC和NOx的凈化能力將急劇下降，故在排氣管中安裝氧傳感器，用以檢測排氣中氧的濃度，并向ECU發(fā)出反饋信號，再由ECU控制噴油器噴油量的增減，從而將混合氣的空燃比控制在理論值附近。
氧傳感器一旦出現故障，將使電子燃油噴射系統的電腦不能得到排氣管中氧濃度的信息，因而不能對空燃比進(jìn)行反饋控制，會(huì )使發(fā)動(dòng)機油耗和排氣污染增加，發(fā)動(dòng)機出現怠速不穩、缺火、喘振等故障現象，油耗還會(huì )比較高，因此，必須及時(shí)地排除故障或更換。
氧傳感器中毒是經(jīng)常出現的且較難防治的一種故障，尤其是經(jīng)常使用含鉛汽油的汽車(chē)，鉛會(huì )粘附沉積在傳感器的工作面而發(fā)生鉛“中毒”。即使是新的氧傳感器，也只能工作幾千公里。如果只是輕微的鉛中毒，接著(zhù)使用一箱不含鉛的汽油，就能消除氧傳感器表面的鉛，使其恢復正常工作。但往往由于過(guò)高的排氣溫度，而使鉛侵入其內部，阻礙了氧離子的擴散，使氧傳感器失效，這時(shí)就只能更換了。
另外，氧傳感器發(fā)生硅中毒也是常有的事。一般來(lái)說(shuō)，汽油和潤滑油中含有的硅化合物燃燒后生成的二氧化硅，硅橡膠密封墊圈使用不當散發(fā)出的有機硅氣體，都會(huì )使氧傳感器失效，因而要使用質(zhì)量好的燃油和潤滑油。修理時(shí)要正確選用和安裝橡膠墊圈，不要在傳感器上涂敷制造廠(chǎng)規定使用以外的溶劑和防粘劑等。硅膠也叫室溫硫化（RTV）膠。任何含有醋酸（起硫化作用）的硅密封膠都會(huì )損害氧傳感器。（含醋酸的硅膠，如果用于發(fā)動(dòng)機上潤滑油流動(dòng)的部位，醋酸會(huì )蒸發(fā)進(jìn)入曲軸箱或者是氣門(mén)區，然后經(jīng)過(guò)廢氣再循環(huán)系統進(jìn)入進(jìn)氣管。在正常工況下，就會(huì )經(jīng)發(fā)動(dòng)機由排氣管排出，從而損害氧傳感器）。有時(shí)發(fā)動(dòng)機溫度過(guò)高，也易導致氧傳感器的早期損壞。
由于發(fā)動(dòng)機燃燒不好，在氧傳感器表面形成積碳，或氧傳感器內部進(jìn)入了油污或塵埃等沉積物，會(huì )阻礙或阻塞外部空氣進(jìn)入氧傳感器內部，使氧傳感器輸出的信號失準，導致ECU不能及時(shí)地修正空燃比。 產(chǎn)生積碳，主要表現為油耗上升，排放濃度明顯增加。此時(shí)，若將沉積物清 除，就會(huì )恢復正常工作。
氧傳感器的陶瓷硬而脆，用硬物敲擊或用強烈氣流吹洗，都可能使其碎裂而失效。因此，處理時(shí)要特別小心，發(fā)現問(wèn)題及時(shí)更換。
對于加熱型氧傳感器，如果加熱器電阻絲燒蝕，就很難使傳感器達到正常的工作溫度而失去作用。
氧傳感器的線(xiàn)路是屏蔽型，因此使用維修中線(xiàn)路的內部斷脫，線(xiàn)路損壞，插接件不密封和插接片銹蝕等都會(huì )導致故障出現。保養維修時(shí)應仔細檢查維護。