Lambda-szonda működési elve Fokozott emisszió akkor jön létre, ha a levegő és az
üzemanyag keveréke nincsen egzakt módon beállítva. Csakis akkor biztosított a
teljes mértékű égés, ha 1 kg üzemanyagra 14,7 kg levegő jut, a katalizátor
csakis ekkor tudja a káros égési gázokat a környezet számára elviselhető gázokká
alakítani. Ennek eléréshez a motornak folyamatosan a levegő és az üzemanyag
pontosan adagolt keverékét kell kapnia. A levegő és az üzemanyagnak ezt az
egzakt módon mért arányát egy görög betűvel, a lambdával jelöljük. A
lambdaszonda méri a kipufogógáz fennmaradó oxigéntartalmát és ily módon
meghatározza, hogy stöchiometrikus keverékről (Stöchiometrikus keveréknek
nevezzük a levegő és az üzemanyag 14,7:1 arányú keverési arányát) van-e szó. Ez
azt jelenti, hogy a levegő és az üzemanyag mennyiségének (nemzetközi
rövidítéssel: A/F = air/fuel = levegő/üzemanyag keverék) ideális arányban kell
állnia egymáshoz (lambda=1). Amennyiben a mérési értékek a lambda kisebb mint 1
arányban állna, a motor túl dús keveréket kap és levegőhiánnyal küzd, míg a
lambda nagyobb mint 1 aránynál a motor túl szegény keveréket kap és
levegő-túladagolás kínozza. Az emissziós hatáértékek betartása érdekében csaknem
valamennyi Otto-motor a levegő/üzemanyag lambda = 1 stöchiometrikus keverékével
működik. (ld. 1 és 2. ábra). Csak ilyen ideális előfeltételek mellett képes a
három utas katalizátor a lehető leghatékonyabb működésre és a három káros
kipufogógáz, a szénhidrogén (HC), a szénmonoxid (CO) és a nitrogénoxidok (NOx)
átalakítására - innen kapta a három utas katalizátor nevet.