氧传感器出现故障会怠速不稳，耗量过大。氧传感器损坏明显导致发动机动力不足，加速迟缓，排气冒黑烟。
氧传感器故障一般发动机故障灯会亮灯，发动机会怠速不稳，排气有突突声，有呛鼻的气味，油耗会增加，可以用故障诊断仪检测一下电压，一般在0.1-1伏之间不断变化，变化次数10秒超过8次，如果电压在0.1-0.5伏之间变化，说明混合气过稀，如果在0.5-1伏之间变化，说明混合气过浓，如果在0.4-0.5之间不动，说明氧传感器损坏。
氧传感器的最常见的故障是失效，其原因主要有两种：
第一种是被炭粒堵塞，此时氧传感器的信号电压会偏高，发动机电脑会因此发出减少喷油量的指令，使混合气过稀第二种是尘土和机油堵塞氧传感器与大气的通孔，此时氧传感器的信号电压会偏低，发动机电压又会指示喷油器多喷油，引起混合气过浓。氧传感器是作为电子控制燃油喷射发动机的重要部件，一旦失效，不但会使得排放超标，还会使得发动机工作状况恶化。
