光学溶解氧传感器具有可更换的盖子，其中包含传感元件：一种特殊的染料，当暴露在特定波长的光线下时会发出发光（发红光）。 染料被透氧涂料层覆盖，使氧分子与染料相互作用，同时保护其免受其他样品成分的影响。 氧气会干扰染料的发光（强度和寿命）。 传感器发光并用光电二极管测量所得的发光。 将该读数与使用不同波长的光的参考读数进行比较。 比较测量值和参考值以计算样品中的溶解氧。