溶解氧測定儀的傳感部分由金電極（陰極）、銀電極（陽極）和電解液或氫氧化鉀電解液組成。氧氣通過膜擴散到電解液中，并與金電極和銀電極形成測量回路。當在溶解氧測定儀的電極上施加0.6-0.8V的極化電壓時，氧氣通過膜擴散，陰極釋放電子，陽極接受電子產生電流。整個反應過程為：陽極Ag+Cl→AgCl+2e-陰極O2+2H2O+4e→4OH-。根據法拉第定律：流過溶解氧測定儀電極的電流與氧分壓成正比，在恒溫條件下，電流與氧濃度呈線性關系。

溶解氧含量有3種不同的表示方法：氧分壓（mmHg）；飽和度百分比（%）；氧氣濃度（mg/L或10-6）。這三種方法本質上是一樣的。

（1）分壓表示法：氧分壓表示法是基本的、必不可少的表示法。根據Henry定律，P=(Po2+PH2O)×0.209，其中P為總壓力；Po2為氧分壓（mmHg）；PH2O是水蒸氣的分壓；0.209是空氣中的氧含量。

（2）百分飽和度的表示法：由于曝氣發酵非常復雜，無法計算氧氣的分壓。在這種情況下，百分飽和度的表示法是合適的。例如標定時的溶解氧設置為100%，當零氧設置為0%時，反應過程中的溶解氧含量為標定時的百分比。

（3）氧濃度的表示法：根據Henry定律可知氧氣濃度與其分壓成正比，即：C=Po2×a，其中C為氧氣濃度（mg/L）；Po2為氧分壓（mmHg）；a是溶解度系數（mg/mmHg·L）。溶解度系數a不僅與溫度有關，還與溶液的組成有關。對于恒溫的水溶液，a為常數，可以測出氧氣的濃度。氧氣濃度表示法在發酵工業中不常用，但在污水處理和飲用水等過程中都用氧濃度來表示。