測定氧含量的方法主要有三種：自動比色分析和化學分析測量、順磁測量和電化學測量。
水中溶解氧的量一般采用電化學法測定。氧氣溶于水，溶解度取決于溫度、水面總壓、分壓和水中溶解的鹽類。大氣壓越高，水溶解氧氣的能力就越大，這種關系由亨利定律和道爾頓定律確定，即氣體的溶解度與其分壓成正比。以COS4測氧傳感器為例，電極由陰極（常用金和鉑制成）、載流對電極（銀）和無電流參比電極（銀）組成，電極為浸入 KCl、KOH 等電解液中，傳感器被隔膜覆蓋，將電極和電解液與被測液體隔開，從而保護傳感器，防止電解液逸出和異物侵入可能導致污染和中毒。
在對電極和陰極之間施加極化電壓。如果將測量元件浸入溶解氧的水中，氧氣會通過隔膜擴散，出現在陰極上的氧分子（過多的電子）會被還原成氫氧根離子：O2+2H2O+4e-? 4OH-。氯化銀的電化學等效物沉淀在反電極上（缺電子）：4Ag+4Cl- ? 4AgCl+4e-。對于每個氧分子，陰極發射 4 個電子，對電極接受電子形成電流。電流的大小與被測污水的氧分壓成正比。該信號與傳感器上的熱電阻測量的溫度信號一起發送到傳感器。變送器利用傳感器中儲存的氧氣含量與氧氣分壓和溫度的關系曲線計算出水中的氧氣含量，然后將其轉換為標準信號輸出。參比電極的作用是確定陰極電位。 COS4溶解氧傳感器的響應時間為：3分鐘后達到最終測量值的90%，9分鐘后達到最終測量值的99%；最小流速要求為 0.5cm/s。