三元催化转化器后处理能有效地全面净化CO、HC和NOX这三种有害气体。但其净化效率依赖于混合气浓度必须保持在理论空燃比(14.7)附近的狭小范围内。一旦混合气体浓度偏离了这个狭小的范围，则三效催化转化器全面净化上述有害气体的能力便急剧下降(见图1)。由于混合空燃比的变化会引排气中氧浓度相应的变化，因此，在排气管中设置了氧传感器。

氧传感器随时检测排气中的氧浓度，并随时向微机控制装置反馈信号。微机则根据反馈来的信号及时调整喷油量(喷油脉宽)，如信号反映混合气较浓，则减少喷油时间；反之，如信号反映较稀，则延长喷油时间。从而使混合气的空燃比始终保持在理论空燃比始终保持在理论空燃比附近(见图2)。这就是燃料闭环控制或称燃料反馈控制。

常用的氧传感器有氧化锆式和氧化钛式两种。以氧化锆式为例，正常情况下当闭环控制时(见图3)，氧传感器的电压信号大约在0至1 V之间波动，平均值约450 mV。当混合气体浓度稍浓于理论空燃比时，氧传感器产生约800 mV的高电压信号；当混合气浓度稍稀于理论空燃比时，氧传感器产生接近100 mV的低电压信号。因此可以说，氧传感器是一个随时向微机反馈空燃比信息的“通信员”。