溶解氧电极用一层薄膜将铂阴极、银阳极和电解质与外界隔开，阴极一般几乎与这层膜直接接触。氧气以与其分压成比例的速率扩散穿过膜，并且氧气分压越大，越多的氧气透过膜。当溶解氧通过膜不断渗入空腔时，在阴极上被还原产生电流，电流显示在仪表上。
溶解氧电极测量溶解氧会受到一些因素的影响：
环境影响 适当的溶解氧对于良好的水质至关重要，所有生命形式都需要氧气。溪水净化的自然过程需要适量的氧气来供应有氧生命形式。如果水中含氧量低于5.0mg/L，水生生物就难以生存，而且浓度越低越难生存。如果氧含量持续数小时低于1-2mg/L，会导致大量水生生物死亡。
应用 溶解氧电极可用于测量和监测氧气水平会影响反应速度、过程效率或环境的过程：如水产养殖、生物反应、环境测试（湖泊、溪流、海洋）、水/废水处理、葡萄酒生产。
温度补偿 对于标准溶解氧测量，温度会影响氧气的溶解度和扩散速率，因此必须进行温度补偿。
盐度校正 溶解盐的存在限制了可溶解在水中的氧气量。氧气浓度和分压之间的关系随每个样品溶液的盐度而变化，因此大多数仪表制造商都提供手动盐度调整来校正离子浓度的变化。
生化需氧量（BOD） BOD 检测一般用于污水处理厂，了解微生物分解有机物时从水中消耗的氧气量对水处理厂很重要。该测试允许水处理厂确定水处理的有效性或仍然存在的污染量。废水、流出物和污水的相对需氧量可以通过在特定孵育期的开始和结束时测量样品中溶解的氧气量来确定。