光学溶解氧传感器基于物理学中特定物质对激发荧光的猝灭原理设计而成。当激发光照射在荧光膜头表面的荧光物质上，荧光物质受到激发，发出荧光，荧光的熄灭时间受荧光膜头表面氧分子浓度的影响。可以通过检测荧光与激发光之间的相位差，并与内部标定曲线比对，从而计算出氧分子的浓度，经过温度和盐度补偿输出值。
光学溶解氧传感器的测量原理是以衰减的荧光信号限定时间帧。在膜片上装有短波光源的荧光燃料，通过返回到被动状态，发出长波，并作为测量信号而记录。氧气通过膜片接触到该燃料将根据水样溶解氧浓度周期性返回散射光。这种溶解氧测量关键是测量时间。
与传统传感器相比具有许多优点。不同于传统的电流和极谱，没有阴极或阳极材料消耗，因而无需更换元件，降低维护成本。也不受水流速度影响，甚至可以放到淤塞的地下水孔。具有稳定性,通常校准周期为一年。
几乎可用于监测任何液体，包括葡萄酒，啤酒和牛奶。不受液体颜色的影响，斜面膜片设计，气泡或者曝气不影响光学溶解氧的测量。在典型的废水化学溶液中无化学干扰因素，因此可以应用到污染严重的废水中。
可与GL500数据记录器连接记录数据，也可连接到PC320控制器控制泵的开启或者报警，进行在线水质监测。
光学溶解氧传感器的工作过程为：
一束特定波长的激发光源以方波调制的形式发出光线照射在氧敏感膜上，光化学传感膜中的荧光物质受到激发而发出相应特定波长的荧光。由于氧敏感膜与被测水样相接触，水中的溶解氧将对荧光产生淬灭作用，荧光寿命被缩短，荧光强度被降低，经淬灭后的荧光透过光学系统中的滤光片传送到光电探测装置。荧光信号经过光电转换，光电信号经过放大滤波后进入相位差检测模块，从而得到荧光相对于激发光的滞后相位对应的电压值，利用该滞后相位电压值与荧光寿命成正切关系得到定标曲线，从而得到溶解氧浓度的信息。
