Em motores a gasolina, o sensor lambda é responsável pela monitorização do o índice de oxigénio residual em catalisadores controlados de três vias e ajusta a composição de mistura, através da unidade de controle. Incorporado no escape antes do conversor catalítico, a sonda lambda compara o oxigénio presente nos gases de escape com o ar exterior.

O sensor consiste de um corpo cerâmico especial. A parte externa do corpo cerâmico situa-se nos gases de escape antes do conversor catalítico, enquanto a parte interna é ligada ao ar exterior. O corpo de cerâmica do sensor é coberto com uma fina camada de platina microporosa interior e exteriormente. A parte externa, que é exposta ao fluxo de gases de escape, cria um polo negativo através da camada eletricamente condutora da platina conectada ao alojamento do sensor (Nota: o chassi é sempre negativo). O interior do sensor, que é ligado ao ar exterior, está conectado com a conexão feita pela camada de platina e transforma o polo em positivo. Se a diferença de valores for alterada no índice de oxigénio, uma tensão elétrica ocorrerá nos elétrodos, que se encontram na faixa de milivolts.

Os sinais são enviados para a unidade de controle através do polo positivo, que regula o tempo de ignição ou de injeção dos valores de emissão. Existem outros tipos de sensores lambda, para além do sensor de voltagem aqui descrito, tais como o sensor lambda de banda larga ou o sensor de cerâmica, que abrange mais faixas de medição.

Desde 2002, os sensores lambda são usados igualmente em motores diesel e afinam o sistema de injeção de combustível. Reduz as emissões adicionais de consumo e poluentes. O sensor lambda otimiza o controlo da qualidade em conjunto com a unidade de controle através da recirculação dos gases de escape, do sistema do coletor e dos começos de injeção. Também otimiza as batidas do motor.

A vida útil de um sensor lambda depende de vários fatores. Se o óleo entra nos gases de escape, o que pode acontecer devido a falhas no mecanismo de enchimento excessivo do óleo do motor ou por vários aditivos de combustível e diferente qualidade de gasolina ou diesel.