溶解氧電極用一層薄膜將鉑陰極、銀陽極和電解質與外界隔開，陰極一般幾乎與這層膜直接接觸。氧氣以與其分壓成正比例的比率擴散穿過膜，并且氧氣分壓越大，越多的氧氣透過膜。當溶解氧通過膜不斷滲入腔體時，在陰極上被還原而產生電流，此電流顯示在儀表上。

溶解氧電極測量溶解氧會受到以下幾個因素的影響：

環境影響：適當的溶解氧對于良好的水質至關重要，所有生命形式都需要氧氣。溪水凈化的自然過程需要適量的氧氣來供應有氧生命形態。如果水中含氧量低于5.0mg/L，水生生物就難以生存，且濃度越低越難生存。如果氧含量持續數小時低于1-2mg/L，會導致大量水生生物死亡。

應用場合：溶解氧電極可用于測量和監測氧含量影響的反應速度、流程效率或環境的流程：例如水產養殖、生物反應、環境測試（湖泊、溪流、海洋）、水/廢水處理、葡萄酒生產。

溫度補償：對于標準溶解氧測量來說，溫度會影響氧氣的溶解度和擴散速率，因此必須進行溫度補償。

鹽度修正：溶解鹽的存在限制了可溶解在水中的氧氣量。氧氣濃度和分壓之間的關系隨每個樣品溶液的鹽度而變化，因此大多數儀表制造商都提供手動鹽度調整來校正由離子濃度不同而造成的變化。

生化需氧量 (BOD)：BOD測試常用于污水處理廠，水處理廠需要知道微生物分解有機物質時從水中消耗的氧的量，這點很重要。該測試可使水處理廠確定水處理的效力或仍然存在的污染量。通過測量特定培養期起始及終止時溶解于樣品內的氧的含量可以確定廢水、排出液和污水的相對需氧量。