溶氧儀是根據電化學原理，即在含氧的被測電解質溶液中的兩個不同金屬電極上，將產生氧化還原反應，由此生成的擴散電流和溶液中的氧濃度呈一定關系的原理制作的測量水中氧氣含量的儀器。也有的儀器采用伏安測定中的極譜法，對溶液中的工作電極施加電壓后，其生成的極譜圖上的電流與溶液中的被測物質濃度呈一定關系的原理制作。
溶氧儀的電極使用薄膜將鉑陰極，銀陽極和電解質與外界隔離。通常，溶解氧計的陰極幾乎與該膜直接接觸。氧氣以與膜的分壓成比例的比例擴散通過膜。氧分壓越大，越有更多的氧氣通過膜。當溶解的氧氣連續滲透膜進入空腔時，它在陰極上被還原以產生電流，該電流顯示在儀表上。由于此電流與溶解氧濃度成正比，因此校準儀僅需將測得的電流轉換成濃度單位(溶解氧濃度通常為mg/L(每升水溶解氧)或ppm(百萬分之一))。
溶氧儀的電極可測量水溶液中溶解氧的含量，氧氣通過周圍的空氣，氣流和光合作用溶解在水中。通過呼吸和分解，水中的溶解氧將被消耗掉，其中主要是通過空氣和光合作用來補充的。溶解氧儀廣泛用于各種場合的溶解氧含量測量，尤其是在水產養殖用水，光合作用和呼吸作用以及現場測量中。水中的氧氣含量主要取決于溫度，熱水的氧氣濃度低于冷水的氧氣濃度。但是溶解氧含量過高可能對動植物有害。