Pour maintenir le rendement maximum des catalyseurs, la combustion doit s'effectuer avec le mélange air/carburant idéal (lambda = 1).
La sonde lambda est placée devant le catalyseur (sonde de régulation) de façon à analyser la composition des gaz d'échappement.
Les sondes lambda mesurent la teneur résiduelle en oxygène des gaz d'échappement. Elles transmettent au boîtier électronique DME des signaux de tension correspondants. Si nécessaire la composition du mélange y est corrigée en conséquence grâce à une modulation des durées d'injection. Des valeurs lambda supérieures ou inférieures à lambda=1 sont recherchées selon les paramètres momentanés de fonctionnement. En cas de défaillance de la sonde lambda, le boîtier électronique DME active une valeur de secours préprogrammée.
La sonde lambda située en aval du catalyseur sert à surveiller la sonde de régulation et à contrôler le fonctionnement du catalyseur.
Le fonctionnement des sondes lambda est surveillé. Les dysfonctionnements des sondes lambda, provoqués par exemple par l'utilisation d'un carburant plombé, sont détectés par le boîtier électronique de gestion moteur. Les signaux des sondes placées en amont des catalyseurs sont contrôlés à l'aide des signaux des sondes placées en aval des catalyseurs. L'état des sondes est contrôlé au moyen de modèles de température.
Les sondes lambda situées en amont comme en aval du catalyseur sont des sondes à saut de tension (variation de tension subite à lambda = 1).
Etant donné qu'une température d'env. 350°C est nécessaire pour assurer la fonctionnalité des sondes lambda placées devant le catalyseur, toutes les sondes lambda sont chauffées. Ce chauffage est piloté par le boîtier électronique du moteur. Quand le moteur est froid, le chauffage est inactif du fait que l'eau de condensation présente risquerait de détériorer une sonde chaude par suite de contraintes thermiques. La régulation lambda n'est pour cette raison activée que juste après le démarrage du moteur. Dans un premier temps, la sonde est chauffée avec une puissance calorifique réduite afin d'éviter toute contrainte thermique.