氧化锆测氧仪所用的氧化锆材料是一种氧化锆固体电解质，是在纯氧化锆中掺入一定量的氧化钇或氧化钙。在高温下烧成的稳定氧化锆，在高温条件下是氧离子的良好导体。利用氧化锆电解质可构成如下测氧电池： Pt,p0(空气) ???ZrO2·Y2O3????p(烟气), Pt ZrO2·Y2O3是用氧化钇稳定的氧化锆电解质，一般做成管状； p0和p分别是空气中和烟气中氧的含量，Pt为两个用铂涂在氧化锆管内外表面的电极。 在大约850℃的温度下操作时，两个电极之间的电位差同存在于两个电极和电解质界面处的氧气分压比的对数成正比，通过测量该电位差的变化得出加热炉内烟气的氧含量。在分析池的一侧通常用干燥的空气做为参考气体。