失效的氧气传感器会导致排放和燃料消耗增加，发动机电脑需要高度精确地了解燃油混合物，以便优化燃油经济性和排放。如果动力总成控制模块(PCM)从其传感器接收到的信息不准确，则它可能指令过多或不足。
浓混合物会浪费燃料，而稀混合物可能会熄火并浪费功率（同时还会导致碳氢化合物排放量大幅增加）。
氧传感器不属于需要定期更换的维护项目，例如机油和空气滤清器，因此它们通常仅在出现故障时才更换。发动机管理系统使用来自氧传感器的输入来调节燃料混合物。这对于保持低排放和良好的燃油经济性至关重要。如果氧传感器由于老化或污染而变得“懒惰”，则计算机可能无法在发动机运行条件发生变化时足够快地调整燃料混合物。出现故障的氧传感器往往会读取稀薄，这会导致燃油系统过度富油以进行补偿。结果是增加了排放和燃料消耗。
未加热传感器的故障通常是由陶瓷元件上积聚的烟灰引起的，这会延长其响应时间并可能导致完全丧失感应氧气的能力。在加热的传感器上，正常的沉积物在运行过程中会被烧掉，而故障的发生主要是由于催化剂耗尽。当这种情况发生时，探头往往会报告稀薄的混合物，发动机控制单元使混合物变浓，排气中富含一氧化碳和碳氢化合物，燃油经济性下降。
氧传感器的响应性可以使用各种程序进行测试（使燃料混合物变浓或变稀，并在具有绘图功能的扫描工具上观察传感器的响应）。如果氧传感器反应迟缓或反应迟钝，则需要更换。任何具有不良内部加热器电路的氧传感器也是如此。
氧传感器故障也可能由进入排气的各种污染物引起。其中包括来自发动机内部冷却液泄漏的硅酸盐（由于缸盖密封垫泄漏或气缸壁或燃烧室中的裂缝）和过量机油消耗产生的磷（由于磨损的环或气门导管）。更换被污染的氧传感器可能会暂时解决问题，但如果导致污染发生的潜在问题未得到纠正，新传感器迟早也会出现故障。
油耗高换哪个氧传感器
油耗高换哪个氧传感器，确切的说换哪个氧传感器可能令人困惑。在大多数年和更新的V6和V8发动机上，至少有两个上游氧传感器（每个气缸组一个）和一个或两个下游氧传感器（如果双转换器则两个）。一些发动机可能有多达六个氧传感器。氧传感器的故障代码将通过传感器编号（1、2、3或4）和气缸组（1或2）指示传感器位置。1号传感器通常是排气歧管中的那个，而2号氧传感器通常是转换器后面的下游氧传感器。气缸组1与发动机点火顺序中的1号气缸位于同一侧。2号氧传感器则是另一边。
油耗高换哪个氧传感器更佳呢，答案是更换上游那个氧传感器。更换的氧传感器必须与原来的类型相同，导线数量相同。如果高里程车辆上的一个氧传感器发生故障，则其他氧传感器也可能接近其使用寿命，应同时更换以恢复与新产品一样的性能。