Mierzy natomiast zawartość tlenu w spalinach. Współczynnik nadmiaru powietrza określany jest więc pośrednio, na podstawie pomiaru ilości tlenu obecnego w spalinach silnika. Jeśli, mimo podania przez wtryskiwacz właściwej ilości paliwa, z jakichś powodów nie zostanie ono prawidłowo spalone, to w spalinach pojawi się nadmierna ilość HC i CO przy sporej zawartości nie wykorzystanego tlenu. Sonda lambda przekaże więc sygnał odpowiadający mieszance ubogiej, co przecież nie jest prawdą. Sterownik na podstawie sygnału z sondy lambda wzbogaci mieszankę, miała ona przecież poprawną zawartość, tylko została źle spalona.

Ponieważ dawka paliwa zależy w znacznym stopniu od masy powietrza zassanej do silnika, komputer sterujący zmniejsza dawkowanie, sądząc, że silnik nie ma dostatecznej ilości powietrza dla spalenia pełnej dawki w danych obrotach. Ze względu na specyfikę pracy silnika zmniejszenie dawek w sporym nawet zakresie nie jest szkodliwe, ale silnik pracuje słabo - choć jego wolne obroty i rozruch są takie, jak przed awarią. Nieznacznie spada również zużycie paliwa.

Katalizator trójfunkcyjny nie zawsze z tą samą sprawnością redukuje szkodliwe substancje (CO, HC i NOX) znajdujące się w gazach spalinowych. Największą sprawność uzyskuje wtedy, gdy współczynnik nadmiaru powietrza, w mieszance paliwowo-powietrznej, oscyluje w granicach 0,997