在許多不同的研究領域，例如醫學，化學，環境和海洋分析，分子生物技術，生物過程控制，食品包裝和工業生產監控，其濃度的測量極為重要。在大多數情況下，理想的是連續監測氧氣濃度，這意味著要使用氧氣傳感器-----一類化學傳感器，可解釋為“ 一種小型設備，可以提供有關存在情況的實時和在線信息，甚至復雜樣品中的特定化合物或離子的分離 ”
光學傳感器可以根據應用的工作原理分為多種。幾乎所有光譜方法都已使用，如吸收光譜，反射法，發光，紅外和拉曼光譜，干涉法和表面等離子體共振。為檢測氧氣而開發的大多數光學傳感器都依賴于分子氧對指示劑染料的發光的猝滅。
典型的布局由一種發光染料組成，該發光染料的光學性能受分子氧的存在可逆地影響，分子氧通常摻入聚合物基質中并沉積在固體載體（平面波導，微量滴定板或光纖）上。基于納米和微粒的氧氣探針也被證明是重要的分析工具。