Bensiinimoottoreissa lambdasensori on vastuussa jäännöshapen monitoroinnista ohjatussa kolmitie katalysaattorissa ja säätää sekoitusta ohjausyksikön kautta. Asennettuna pakoputkeen ennen katalysaattoria, lambdasensori vertaa läsnä olevaa happea ulkoilman kanssa.

Sensori koostuu erikoisesta keraamisesta rungosta. Tämän keraamisen rungon ulko-osa sijaitsee pakoputkessa ennen katalysaattoria, kun taas sisäosa on yhdistetty ulkoilmaan. Sensorin keraaminen runko on päällystetty ohuella kerroksella mikrohuokoista platinaa sisä- ja ulkopuolelta. Ulkopuoli, joka on altis pakokaasulle, muodostaa negativiisen navan sähköisesti varautuvan platinakerroksen kanssa, joka on yhdistetty sensorin koteloon (huomio: kori on aina negatiivinen). Sensorin sisäpuoli, joka on yhdistetty ulkoilmaan, on yhdistetty platinakerroksen kanssa, joka muodostaa positiivisen navan. Jos eroarvot happisisällössä vaihtuvat, sähköinen jännite syntyy elektrodeissa, jotka ovat millivoltin luokkaa. Signaalit lähetetään ohjausyksikköön positiivisen navan kautta, mikä säännöstelevät sytytystä tai päästöjen syöttöarvoja. Lambdasensoreita on myös muunlaisia, kuin tässä kuvailtu jännitesensori, kuten laajakaista-lambdasensori tai keraaminen sensori, joka peittää enemmän mittausjoukkoja.

Vuodesta 2002 lähtien lambdasensoreita on käytetty myös dieselmoottoreissa hienosäätämään ruiskujärjestelmää. Se vähentää kulutusta ja päästöjä. Lambdasensori optimoi pakokaasun laadun yhdessä ohjausyksikön kanssa pakokaasun uudelleenkierron, monikerroinjärjestelmän ja ruiskukäynnistyksen kautta. Se optimoi myös moottorinakutusta.

Lambdasensorin elinikä riippuu monista tekijöistä. Jos pakokaasuun pääsee öljyä, mikä voi tapahtua moottorin vian tai liiallisen moottoriöljyn täyttämisen vuoksi tai monen polttoainelisäaineen ja eri bensiinin tai dieselin vuoksi, sen ikä lyhenee.