溶解于水中的分子態氧稱為溶解氧，水中溶解氧的多少是衡量水體自凈能力的一個指標。
溶解氧值是研究水自凈能力的一種依據。水里的溶解氧被消耗，要恢復到初始狀態，所需時間短，說明該水體的自凈能力強，或者說水體污染不嚴重。否則說明水體污染嚴重，自凈能力弱，甚至失去自凈能力。
溶氧儀是針對水質中溶解氧分析的智能在線分析設備，其測量原理分為極譜膜法與光學熒光法兩種。
1、極譜膜法：
原理是氧在水中的溶解度取決于溫度、壓力和水中溶解的鹽。其傳感部分是由金電極(陰極)和銀電極(陽極)及KCl或氫氧化鉀電解液組成，氧通過膜擴散進入電解液與金電極和銀電極構成測量回路。當給溶解氧電極加上0.6~0.8V的極化電壓時，氧通過膜擴散，陰極釋放電子，陽極接受電子，產生電流。根據法拉第定律：流過溶解氧電極的電流和氧分壓成正比，在溫度不變的情況下電流和氧濃度之間呈線性關系。
2、光學熒光法：
熒光法的測量原理是氧分子對熒光淬滅效應。傳感膜片被一層熒光物質所覆蓋，當特定波長的藍光光源照射到傳感膜片表面的熒光物質時，熒光物質受到激發釋放出紅光。由于氧分子會抑制熒光效應的產生，導致水中的氧氣濃度越高，釋放紅光的時間就越短，理論上紅光釋放時間與溶解氧濃度之間具有可量化的相關性，從而通過測定紅光的釋放時間計算出溶解氧濃度。
