Per mantenere il rendimento ottimale dei catalizzatori, si tende a realizzare una combustione con il rapporto carburante-aria ideale (Lambda = 1).
Per valutare la composizione dei gas di scarico si utilizza la sonda lambda a monte della marmitta catalitica (sonda di regolazione).
Le sonde Lambda misurano l'ossigeno residuo nei gas di scarico e trasmettono alla centralina i valori di tensione corrispondenti. Qui la composizione della miscela viene corretta, se necessario, modificando i tempi di iniezione. A seconda dello stato d'esercizio, l'obiettivo sono valori lambda superiori o inferiori di Lambda=1. In caso di avaria della sonda Lambda, la regolazione viene assunta dalla centralina motore, la quale si serve allo scopo di un valore sostitutivo programmato e invariabile.
La sonda Lambda a valle della marmitta catalitica serve a tenere sotto controllo la sonda regolatrice e il funzionamento della marmitta catalitica.
Il funzionamento delle sonde Lambda viene tenuto sotto controllo. I difetti di funzionamento delle sonde lambda,ad es. causati dall'uso di carburante contenente piombo, vengono riconosciuti nella centralina motore. Inoltre i segnali delle sonde a monte della marmitta catalitica vengono confrontati con quelli delle sonde a valle. Lo stato delle sonde viene verificato facendo riferimento a modelli di temperatura.
Le sonde lambda a monte e a valle della marmitta catalitica sono del noto tipo discontinuo (variazione brusca di tensione con Lambda = 1).
Per l'operatività delle sonde lambda a monte della marmitta catalitica è necessaria una temperatura di ca. 350°C, tutte le sonde lambda sono riscaldate. Questo riscaldamento è comandato dalla centralina del motore. Quando il motore è freddo il riscaldamento non è attivo, perché le tensioni termiche provocate dalla condensa arrecherebbero danni irreparabili ad una sonda calda. Per tale motivo la regolazione Lambda entra in funzione poco tempo dopo l'avviamento del motore. La sonda viene in un primo momento riscaldata a potenza ridotta per non sottoporla a tensioni termiche.