Anordnung im Einspritzsystem
Bei neueren Motoren befinden sich die Lambdasonden im Abgassystem vor und nach dem Katalysator.
Eine Elektrodenseite des Sensorelements wird vom Abgas umspült und die andere steht mit der Außenluft in Verbindung. Die Außenluft dient als Referenzluft für die Restsauerstoffmessung.

Arbeitsweise
Anhand der Lambdasondenspannung erkennt das Steuergerät die Gemischzusammensetzung (mager oder fett). Es steuert die Einspritzmenge so, dass eine optimale Gemischzusammensetzung (λ = 1) gewährleistet ist, um ideale Voraussetzungen für die Abgasbehandlung im Katalysator zu schaffen. Hierbei wird die Motorlast mit berücksichtigt.
Bei zu fettem Gemisch (λ < 1) muss die Kraftstoffmenge reduziert werden und bei zu magerem Gemisch (λ > 1) die Kraftstoffmenge erhöht werden. Eine mögliche zweite Lambdasonde, die Diagnosesonde (nach dem Katalysator), erkennt ob die Regelsonde (vor dem Katalysator) noch optimal arbeitet. Das Steuergerät kann diese Abweichung dann rechnerisch kompensieren.