測量原理基于分子氧動態發光猝滅的效果。下圖解釋了氧氣動態發光猝滅的原理。

分子氧對發光的動態猝滅原理：

（1）無氧下的發光過程

（2）分子氧使發光指示分子失活激發態的發光團與淬滅（氧）之間的碰撞導致無輻射失活，稱為碰撞或動態淬滅。碰撞后，能量從激發的指示分子轉移到氧氣，從而從其基態（三重態）轉移到其激發的單重態。結果，指示分子不發光，可測量的發光信號降低。

注意：建議用夾子將針式氧微型傳感器固定在實驗室支架或任何其他穩定的結構上。每當傳感器頂端暴露時，請非常小心地處理傳感器，因為頂端含有熒光物質，非常脆弱。