先从排气管上拆下氧传感器，直观检查氧传感器外壳上的通风孔是否被堵塞，陶瓷芯是否破损。如有破损，则应更换新的氧传感器。
通过观察氧传感器顶尖的颜色，可以大致判断出故障的原因。如果发现氧传感器顶尖颜色发生变化，则预示着氧传感器存在故障或故障隐患。故通过观察氧传感器顶尖部位的颜色也可以判断故障原因。具体情况如下，供判断故障时参考：
① 在尾气分析仪接通工作电源之前，应先将检测仪表可靠接地，并保证其工作电压正常；
汽车发动机电喷系统使用的氧传感器用来监测车辆排放气体中氧气的浓度，并将监测到的氧气浓度转换为电压信号提供给发动机ECU，以判断发动机是否按理论空燃比进行燃烧。当监测到的氧气浓度较浓时，提供给发动机ECU的电压较高；当监测到的氧气浓度较稀时，提供给发动机ECU的电压较低。
正常情况下，车辆的排气浓时，氧传感器输出电压为0.8~0.9V，排气稀时输出电压为0.1~0.2V。当氧传感器工作温度低于360℃时（发动机处于开环工作状态），氧传感器处于开路状态，无电压输出。
对氧传感器进行预热：首先拆下氧传感器线束，用一根跨接线将此线束与氧传感器相连接，启动发动机，使其在2500r/min转速下运转约90s，用于对氧传感器进行预热，使其工作温度达到360℃以上。
检测操作方法：将汽车数字式万用表功能选择开关置于直流（DC）mV挡，黑线搭铁，红线与氧传感器输出端相连接，用来测量氧传感器信号输出端与搭铁之间的直流电压。正常情况下，在10s之内，表的示值应在100~900mV内跳变8次以上。否则，说明被检测的氧传感器不良或损坏。
可以判断的故障：通过对氧传感器工作性能的检测，可以判断发动机燃油喷射系统是在闭环工作，还是开环工作，或氧传感器是否失效。
引出检测线：检测汽车氧传感器反馈电压之前，应先拔下氧传感器的线束插头，按照电路图，从氧传感器反馈电压输出接线柱上引出一根细导线，然后插好线束插头，在发动机运转时，在该引出线上测反馈电压。
预热发动机：把发动机热车到正常工作温度（或启动后以2500r/min的转速运转2min）。
在正常情况下，检查氧传感器两接头（线束侧）端脚之间的正常电压值，应在0.4~0.5V之间，10s内反馈电压的变化次数应不少于6~8次。如果少于6~8次，则说明氧传感器反馈控制系统工作异常。究其原因可能为氧传感器表面积炭，导致灵敏度降低所致。此时，可将发动机以2500r/min左右的转速运转约2min，以清除氧传感器表面的积炭，然后再检测反馈电压。如果电压表指针变化仍然缓慢，则可能为氧传感器本身不良，或ECU反馈控制电路有问题。
拔下氧传感器的线束插头，使氧传感器不再和发动机ECU相连接，使反馈控制系统处于开环控制状态。
① 将万用表置于直流电压挡，红表笔直接与氧传感器反馈电压输出接线柱相连接，黑表笔可靠搭铁。
当采用踩下或松开加速踏板模拟混合气浓氧时，万用表的连接方式与上相同，具体检测操作方法如下：
无论采用哪一种模拟混合气浓度方式来对反馈电压进行检测，如果检测到的氧传感器的反馈电压没有上述变化，均说明氧传感器已经损坏。
采用上述方法检测二氧化钛式氧传感器时，如果传感器良好，其输出端的电压应以2.5V为中心上下波动。否则，应拆下该传感器并暴露在空气中，当其冷却后采用万用表检测其电阻值。如电阻值为∞，说明传感器是好的，否则应更换新的、同规格的氧传感器。
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