车辆上安装了大量传感器，用于测量发动机和排气系统内的各种状态。每个传感器都负责监控特定的过程。就氧传感器（也称为O2传感器）而言，它们检测排气系统中的氧含量。现代车辆通常至少配备两个氧传感器一个位于催化转换器之前，另一个位于其之后。然而，对于许多V6和V8发动机来说，由于每组气缸都有一个排气歧管，通常会看到四个氧传感器。
测量排气系统中的氧水平有助于发现燃烧混合气的不平衡，并确保关键的减排部件正常工作。要让内燃机最佳运行，需要正确的空气与燃料比例，这一比例会因燃料类型和发动机用途而异。无论如何，位于催化转换器前的上游氧传感器会捕捉到混合气的异常，从而让车辆的ECU（发动机控制单元）能够快速进行必要的调整。
下游氧传感器位于催化转换器之后。几乎所有汽车都必须配备催化转换器，以帮助控制车辆排放。如果没有下游氧传感器，可能无法判断催化转换器是否工作正常或是否存在问题。
虽然上游和下游O2传感器的基本功能相同，但混用会导致问题。下游氧传感器在催化转换器正常工作时向ECU输出稳定的电压水平；它并不用于向ECU提供变化的电压以帮助调节燃油。与上游传感器不同，上游传感器会主动改变电压，以指示车辆是运行偏稀还是偏浓，而下游传感器的输出电压应相对保持不变。
因此，如果误将下游传感器安装在上游位置，ECU会感到困惑。误装的下游传感器提供的恒定电压很可能导致汽车电脑判定其为故障传感器。这也可能使车辆电脑尝试通过改变燃烧混合气来纠正异常读数。
燃烧混合气的平衡对于性能和燃油经济性都至关重要。过浓（燃料多、氧少）和过稀（氧多、燃料少）的混合气都会对发动机及其排放产生负面影响。若混合气过浓，燃油经济性会下降，排放可能增加。多余的未燃烧燃料可能进入催化转换器，导致其过热并损坏内部敏感部件。相反，若混合气过稀，可能出现发动机敲击，长期会对发动机造成损害。
