在線溶氧儀的溶氧電極用一薄膜將鉑陰極， 銀陽極，以及電解質與外界隔開，一般情況下陰極幾乎是和這層膜直接接觸的。氧以和其分壓成正比的比率透過膜擴散，氧分壓越大，透過膜的氧就越多。當溶解氧不斷地透過膜滲入腔體，在陰極上還原而產生電流，此電流在儀表上顯示出來。由于此電流和溶氧濃度直接成正比，因此校正儀表只需將測得的電流轉換為濃度單位即可。

溶氧電極可以用來測量現場或實驗室內被測樣品水溶液內的溶氧含量。由于溶解氧是水的質量的主要指標之一，因此溶氧電極可廣泛用于各種場合下的溶氧含量的測量，尤其是養殖水、光合作用和呼吸作用及現場測量。在對溪水和湖水支持生物存活的能力進行評估時，要進行生化需氧量測試(BOD)在消耗氧氣的含有有機物的樣品水溶液變腐時對其進行測量并確定溶氧濃度和樣品水溶液溫度之間的關系。