Om het optimale rendement van de katalysatoren te handhaven, wordt voor de verbranding de ideale lucht/benzineverhouding (lambda = 1) nagestreefd.
Voor het beoordelen van de samenstelling van het uitlaatgas worden de lambdasondes vóór de katalysator (regelsondes) gebruikt. De regelsondes zijn in het uitlaatspruitstuk gemonteerd.
De lambdasondes meten het restzuurstofgehalte in het uitlaatgas en sturen dienovereenkomstige spanningssignalen naar de motorregeleenheid. In de motorregeleenheid wordt de mengselsamenstelling, indien noodzakelijk, overeenkomstig gecorrigeerd, doordat de inspuittijden worden gewijzigd. Afhankelijk van de bedrijfsomstandigheden wordt ook gestreefd naar een lambda-waarde groter of kleiner dan 1. Bij een defecte lambdasonde werkt de motorregeleenheid met vaste voorgeprogrammeerde waarden.
De lambdasondes achter de katalysator dienen voor controle op de werking van de regelsondes en van de katalysator.
De werking van de sondes wordt gecontroleerd. Een storing in de sondes, b.v. door het gebruik van loudhoudende benzine, wordt door de motorregeleenheid herkend. Ook worden de signalen van de sondes vóór de katalysator met de signalen van de sondes achter de katalysator met elkaar vergeleken. Aan de hand van temperatuurmodellen wordt de werking van de sondes gecontroleerd.
De lambdasondes achter de katalysator zijn de bekende sprongsondes (sprongsgewijze spanningsverandering bij lambda = 1). De lambdasondes voor de katalysator verschillen in constructie afhankelijk van de uitlaatgaseisen. Dit kunnen de bekende sprongsondes of breedbandsondes zijn. Deze breedbandsondes meten het zuurstofgehalte zowel in het rijke als ook in het arme bereik en geven een overeenkomstig signaal af. Deze lambdasondes hebben ten gevolge van het andere meetprincipe een stekker met 6 stekkerpennen in plaats van 4.
Omdat voor een goede werking van de lambdasondes vóór de katalysator een temperatuur van 750°C noodzakelijk is (350°C voor de lambdasondes achter de katalysator) worden alle lambdasondes verwarmd. Deze verwarming wordt door de motorregeleenheid aangestuurd. Bij een koude motor werkt de verwarming niet, omdat het aanwezige condenswater een hete sonde door thermische spanningen zou vernietigen. Daarom wordt de lambdaregeling pas kort na het starten van de motor actief. De sonde wordt eerst met een lagere capaciteit verwarmd om hem niet door thermische spanningen te belasten.