調制的藍光照到熒光物質上使其激發，并發出紅光，由于氧分子可以帶走能量（猝息效應），所以激發紅光的時間和強度與氧分子的濃度成反比。采用與藍光同步的紅色光源作為參比，測量激發紅光與參比光之間的相位差，并于內部標定值對比，從而計算出氧分子的濃度，經過一些處理，輸出溶解氧。
碘量法測定步驟繁雜，不適合現場測定，檢測時間相對較長。在水藻繁生的水體中，由于光合作用使放氧量增加，可能使水中的氧達到過飽和狀態，此時用碘量法測定水中溶解氧比較困難，測定結果不夠準確。
電極極譜法測定水中溶解氧步驟簡單快捷，儀器價格相對較為低廉，屬國家標準方法。但是隨著氧氣的消耗會在膜和電極上產生污垢，形成氧氣梯度會降低反應速度。如果半透膜損壞，電解液容易被污染，會造成電池電勢漂移，而漂移會被錯誤地顯示為水樣中溶解氧的濃度，因此需定期更換電解液及半透膜。