질소산화물센서 (NOx-센서라고도 함)는 측정헤드와 해당 컨트롤 유닛으로 구성되어 있다. 두 부품은 분리될 수 없다.질소산화물센서의 컨트롤 유닛은 로컬-CAN을 통해 엔진 제어 시스템과 통신한다.
질소산화물센서는 작동원리면에서 람다센서와 비교할 수 있다. 측정방법은, 산소측정으로부터 실제 질소산화물측정을 추론한다는 개념에 기반하고 있다.