光學溶解氧傳感器基于物理學中特定物質對激發熒光的猝滅原理設計而成。當激發光照射在熒光膜頭表面的熒光物質上，熒光物質受到激發，發出熒光，熒光的熄滅時間受熒光膜頭表面氧分子濃度的影響。可以通過檢測熒光與激發光之間的相位差，并與內部標定曲線比對，從而計算出氧分子的濃度，經過溫度和鹽度補償輸出值。
光學溶解氧傳感器的測量原理是以衰減的熒光信號限定時間幀。在膜片上裝有短波光源的熒光燃料，通過返回到被動狀態，發出長波，并作為測量信號而記錄。氧氣通過膜片接觸到該燃料將根據水樣溶解氧濃度周期性返回散射光。這種溶解氧測量關鍵是測量時間。
與傳統傳感器相比具有許多優點。不同于傳統的電流和極譜，沒有陰極或陽極材料消耗，因而無需更換元件，降低維護成本。也不受水流速度影響，甚至可以放到淤塞的地下水孔。具有穩定性,通常校準周期為一年。
幾乎可用于監測任何液體，包括葡萄酒，啤酒和牛奶。不受液體顏色的影響，斜面膜片設計，氣泡或者曝氣不影響光學溶解氧的測量。在典型的廢水化學溶液中無化學干擾因素，因此可以應用到污染嚴重的廢水中。
可與GL500數據記錄器連接記錄數據，也可連接到PC320控制器控制泵的開啟或者報警，進行在線水質監測。
光學溶解氧傳感器的工作過程為：
一束特定波長的激發光源以方波調制的形式發出光線照射在氧敏感膜上，光化學傳感膜中的熒光物質受到激發而發出相應特定波長的熒光。由于氧敏感膜與被測水樣相接觸，水中的溶解氧將對熒光產生淬滅作用，熒光壽命被縮短，熒光強度被降低，經淬滅后的熒光透過光學系統中的濾光片傳送到光電探測裝置。熒光信號經過光電轉換，光電信號經過放大濾波后進入相位差檢測模塊，從而得到熒光相對于激發光的滯后相位對應的電壓值，利用該滯后相位電壓值與熒光壽命成正切關系得到定標曲線，從而得到溶解氧濃度的信息。
