I bensinmotorer så har lambdasonden till uppgift att bevaka syreinnehållet i trevägskatalysatorer för att justera blandningen via en styrenhet. Lambdasonden sitter precis innan katalysatorn i avgassystemet och jämför syret som finns i avgaserna och det som finns i den omgivande luften.

Sensorn eller sonden, består av en keramisk kropp. Dess yttre del finns i avgassystemet innan katalysatorn medna dess inre del är kopplad till den yttre luften. Sondens keramiska kropp är täckt med ett mycket tunt lager av mikroporöst platina både på insidan och utsidan. Dess yttre dem, som utsätts för avgasströmmen bygger då en negativ pol via det elektriskt ledande platinaskikt som är kopplat till sondens hölje (observera att karossen alltid är negativ). Inuti sonden som är kopplad till luften utanför består av ett platinaskikt och är den positiva polen. Om värdeskillnaderna förändras i syreinnehålet så kommer elektrisk spänning att inträffa vid elektroderna inom millivoltspannet.

Signalerna skickas då ut till styrenheten via den positiva polen som i sin tur reglerar utsläppsvärdernas tändning eller insprutningstid. Det finns olika slags lambdasonder än spänningsbaserade beskriven här. Exempelvis finns det bredbandslambdasond eller keramisk sensor, som täcker fler olika slags mätområden.

Sedan år 2002 har lambdasonder även använts i dieselmotorer för att finsjutera bränsleinsprutningssystemet. Det minskar förbrukningen och avgasutsläppen. Lambdasonden optimerar avgasernas kvalité ihop med styrnheten som finns i avgassystemet och så börjar grenrörssystemet att sätta igång insprutningen. Sonden optimerar även motorslagen.

Livslängden hos en lambdasond beror på flera olika fkatorer. Om olja kommer in i avgaserna vilket kan inträffa på grund av felaktig motor eller för mycket motorolja, eller om olika bränsletillsatser kommer in, eller om dålig kvalité av bensin eller diesel används så kan livslängden försämras.