發動機閉環控制時氧傳感器隨時監測著排氣中的氧濃度，如果供入氣缸的混合氣空燃比不正常，排氣中的氧濃度亦不正常，氧傳感器信號就會有所反映。
但排氣中氧濃度不僅受混合氣空燃比的影響，而且也受氣缸中燃燒狀況的影響。一旦燃燒不充分或個別缸出現缺火，氣缸中的部分氧“未氣缸中的部分氧“未經消化”即排出缸外，排氣中的氧濃度即會發生變化。
因此，氧傳感器的信號又受燃燒狀況的影響。
當然，氧傳感器損壞或微機控制裝置故障也會使氧傳感器信號異常。

發動機正常燃燒需要三方面條件：

1.合適的混合氣空燃比；

2.足夠的點火能量和適當的點火提前角；

3.正常的壓縮壓力和壓縮溫度。汽車維修技術網

上述條件如有一條不滿足，就有可能造成燃燒不正常，進而使排氣中的氧含量異常，氧傳感器的信號波形即出現異常。

下列故障可導致燃燒不正常進而引起氧傳感器波形不正常：
1.點火系故障造成的燃燒不正常或缺火：例如:某缸火花塞損壞、某缸高壓分線損壞、或分電器、分電器轉子、點火線圈等損壞。這些故障可使部分氧“不經消化”即排出缸外從而使排氣中的氧含量升高。對此，可用示波器檢測，以排除這類故障的可能性或確認這類故障。

2.由機械原因引起的壓縮泄漏使正常的壓縮比遭到破壞：例如，氣門燒損、活塞環斷裂或磨損過度等造成的壓縮泄漏使點火之前的壓縮溫度、壓縮壓力不夠，造成燃燒不完全甚至缺火。這也可使部分氧“不經消化”即排出缸外引起排氣中的氧含量升高。
3.真空泄漏造成的空燃比不正常：例如進氣道、進氣管上的真空軟管等處存在泄漏。如果真空泄漏使混合氣空燃比達到17以上時，就可引起因混合氣過稀而發生的缺火。如此，造成排氣氧含量增高。

4.各缸噴油不均衡造成的壓縮比不正常(對于多點噴射)：個別缸噴油器的噴油量過多或過少(噴油器卡在開的位置或堵塞)，造成混合氣過濃或過稀，當個別缸的混合氣空燃比達到13以下或17以上時，將可能引起缺火。亦可造成排氣氧含量異常。