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 utilizzano le sonde Lambda a monte del catalizzatore (sonde di regolazione). Le sonde di regolazione sono avvitate sul collettore di scarico.
Le sonde Lambda misurano l'ossigeno residuo nei gas di scarico e trasmettono alla centralina di gestione motore corrispondenti segnali in tensione. Nella centralina 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 espletata dalla centralina di gestione motore, che si serve allo scopo di un valore sostitutivo programmato e invariabile.
Le sonde Lambda a valle del catalizzatore hanno la funzione di controllare il funzionamento delle sonde di regolazione e del catalizzatore.
Il funzionamento delle sonde Lambda viene tenuto sotto controllo. La centralina di gestione motore riconosce eventuali disfunzioni delle sonde Lambda derivanti, ad esempio, dall'uso di carburante contenente piombo. 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 valle della marmitta catalitica sono del noto tipo discontinuo (variazione brusca di tensione con Lambda = 1). Le sonde Lambda a monte del catalizzatore si differenziano nella struttura a seconda del fabbisogno di gas di scarico. Possono essere normali sonde a salto di tensione o sonde continue. Le sonde continue misurano il titolo di ossigeno sia nell'intervallo di "miscela grassa" che di "miscela magra" e trasmettono un segnale corrispondente. In considerazione del diverso principio di misurazione, il connettore delle sonde continue è dotato di 6 pin anziché 4.
Dal momento che per poter entrare in funzione le sonde Lambda a monte del catalizzatore hanno bisogno di una temperatura di 750°C (350°C per le sonde a valle), esse sono tutte riscaldate. Il riscaldamento delle sonde 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.