氧氣是順磁性氣體，當外界存在強磁場，便會被吸入到磁場中。因為這是純物理測量原理，無消耗，理論上來講順磁氧傳感器壽命沒有期限。當然測試的過程中，傳感器會接觸污染物，如灰塵，腐蝕性物質等，它們會導致傳感器性能的退化。順磁氧傳感器的量程通常在0.05%到100%之間。

 

順磁氧傳感器利用了氧氣具有順磁性，這一物理性，能將它從大多數氣體中區別。

 

在這一類別中，磁動力或“啞鈴”類型的設計是主要的傳感器類型。與其他氣體（例如氮氣、氦氣、氬氣等）相比，氧氣具有相對較高的磁化率，并表現出順磁行為。順磁氧傳感器由一個圓柱形容器組成，容器內裝有一個小玻璃啞鈴。啞鈴內充滿惰性氣體（如氮氣）并懸浮在拉緊的鉑絲上，置于非均勻磁場中。啞鈴被設計成可以自由移動，因為它懸掛在鋼絲上。當含有氧氣的樣氣通過傳感器進行處理時，氧分子會被兩個磁場中的強者吸引。這會導致啞鈴的位移，從而導致啞鈴旋轉。由光源、光電二極管和放大電路組成的精密光學系統用于測量啞鈴的旋轉角度。在一些順磁氧傳感器設計中，施加相反的電流以將啞鈴恢復到其正常位置。將啞鈴維持在正常狀態所需的電流與氧氣分壓成正比，并以氧氣百分比表示。存在與磁動力順磁氧傳感器的各個制造商相關的設計變化。此外，還開發了其他類型的傳感器，它們利用氧氣對磁場的敏感性，包括熱磁或“磁風”類型和磁氣動傳感器。磁動力傳感器非常精密并且對振動和/或位置敏感。由于測量靈敏度的損失，通常不建議將順磁氧傳感器用于痕量氧測量。