In benzinemotoren is de lambdasonde verantwoordelijk voor het monitoren van de resterende zuurstofinhoud in de gereguleerde driewegkatalysator, zodat de samenstelling van de mengeling aangepast wordt via de regeleenheid. De lambdasonde, ingebouwd in het uitlaatsysteem voor de katalysator, vergelijkt de aanwezige zuurstof in het uitlaatgas met de buitenlucht.

De sensor bestaat uit een speciale keramische behuizing. Het buitenste deel van deze keramische behuizing bevindt zich in de uitlaat voor de katalysator, terwijl het binnenste deel verbonden is met de buitenlucht. De keramische behuizing is afgedekt met een dunne laag microporeus platina aan de binnen- en buitenzijde. Het buitenste deel, dat blootgesteld wordt aan de stroom uitlaatgas, bouwt een negatieve pool via de elektrisch geleidende laag platina verbonden met de sensorbehuizing (merk op: het onderstel is altijd negatief). De binnenzijde van de sensor, dat verbonden is met de buitenlucht, wordt gekoppeld aan de verbinding gemaakt door de laag platina en creëert de positieve pool. Indien de verschilwaarde in zuurstofgehalte wijzigt, wordt er een elektrodespanning gecreëerd, die binnen het bereik van een millivolt valt.

De signalen worden naar de regeleenheid gezonden via de positieve pool, die de ontsteking of injectietijd van de uitstootwaarden regelt. Er zijn andere soorten lambdasondes dan de hier beschreven spanningssensor, zoals een breedband lambdasonde of de keramische sensor, die grotere bereiken dekken.

Vanaf 2002 worden lambdasondes ook gebruikt in dieselmotoren en verfijnen het brandstofinjectiesysteem. Hij vermindert bijkomend verbruik en uitstoot van vervuilde stoffen. De lambdasonde optimaliseert de controle van de uitlaatkwaliteit samen met de regeleenheid via de uitlaatgasrecirculatie. het spruitstuk en het begin van de injectie. Hij optimaliseert ook het kloppen van de motor.

De levensduur van een lambdasonde hangt af van tal van factoren. Er kan olie in het uitlaatgas binnendringen, wat gebeurt door defecten in de motor of bij het overvullen van motorolie, of door tal van brandstofadditieven en verschillende kwaliteit van benzine of diesel.