Lokalizacja w układzie wtryskowym
W nowszych typach silników sondy lambda są instalowane w układzie wydechowym, przed i za katalizatorem.
Jedna strona czujnika ma kontakt z gazami wydechowymi, druga – z powietrzem atmosferycznym. Powietrze atmosferyczne jest wykorzystywane jako materiał referencyjny dla pomiaru zawartości tlenu w spalinach.

Sposób działania
Na podstawie napięcia sondy lambda sterownik wykrywa skład mieszanki (uboga lub bogata). Steruje on objętością wtryskiwanego paliwa, tak aby uzyskać optymalny skład mieszanki (λ = 1), który jest warunkiem najbardziej efektywnego oczyszczania spalin w katalizatorze. Uwzględniane jest przy tym aktualne obciążenie silnika.
Objętość wtryskiwanego paliwa musi być obniżona, jeśli mieszanka jest zbyt bogata (λ < 1) oraz podwyższona przy zbytu ubogiej mieszance (λ > 1). Jeżeli zamontowana jest także druga sonda, tzw. sonda diagnostyczna, która umieszczona jest za katalizatorem, kontroluje ona prawidłowość działania sondy regulacyjnej (przed katalizatorem). Dzięki temu sterownik może skompensować odchylenia, obliczając zmodyfikowane wartości.