溶氧仪是根据电化学原理，即在含氧的被测电解质溶液中的两个不同金属电极上，将产生氧化还原反应，由此生成的扩散电流和溶液中的氧浓度呈一定关系的原理制作的测量水中氧气含量的仪器。也有的仪器采用伏安测定中的极谱法，对溶液中的工作电极施加电压后，其生成的极谱图上的电流与溶液中的被测物质浓度呈一定关系的原理制作。
溶氧仪的电极使用薄膜将铂阴极，银阳极和电解质与外界隔离。通常，溶解氧计的阴极几乎与该膜直接接触。氧气以与膜的分压成比例的比例扩散通过膜。氧分压越大，越有更多的氧气通过膜。当溶解的氧气连续渗透膜进入空腔时，它在阴极上被还原以产生电流，该电流显示在仪表上。由于此电流与溶解氧浓度成正比，因此校准仪仅需将测得的电流转换成浓度单位(溶解氧浓度通常为mg/L(每升水溶解氧)或ppm(百万分之一))。
溶氧仪的电极可测量水溶液中溶解氧的含量，氧气通过周围的空气，气流和光合作用溶解在水中。通过呼吸和分解，水中的溶解氧将被消耗掉，其中主要是通过空气和光合作用来补充的。溶解氧仪广泛用于各种场合的溶解氧含量测量，尤其是在水产养殖用水，光合作用和呼吸作用以及现场测量中。水中的氧气含量主要取决于温度，热水的氧气浓度低于冷水的氧气浓度。但是溶解氧含量过高可能对动植物有害。