荧光是一种自然性的物理现象，用于溶解氧(DO)测量的光学传感器就采用荧光猝灭的原理。此项技术首先发表于年，却用了近80年的时间才真正运用到过程分析传感器。
通过采用荧光，可测量氧气与另一种物质的相互作用。有些能够吸收特定波长光线的分子，可以在短暂延时之后释放所吸收的能量，这种机制被称为荧光现象。
图：荧光淬灭
荧光是发光的一种特别形式，其中光的寿命具有不同特性。许多情况下均存在发光现象，如手表发光与验钞机是日常生活中的一些示例。
从光到氧气测量
为了能用荧光测量液体中的溶解氧，必须确保氧气与荧光物质接触，并对荧光释放产生影响。
在光学氧传感器中，氧气能够渗入可渗透层，然后扩散至荧光分子(染料)所在的基质。当不存在氧气时，大部分的吸收能量会作为荧光释放。当存在氧气时，氧气会与染料接触，这样它就能够吸收能量，因此不会发出荧光。
由于存在氧气，因此不仅会使荧光的光线强度减弱，而且会缩短荧光的发光时间。这是因为染料处于激发状态的时间越长，则与氧气接触的可能性就越大。因此，激发状态的时间越长，则分子猝灭的可能性越大。
只采用激发与荧光释放的时间间隔测量氧气，荧光强度变化的测量结果较不准确。要想在这个时候测量准确，必须调节激发光的强度。这样，荧光强度同样被调节。
传感器此时测量的是描述强度变化的正弦波形曲线。激发光最大强度与荧光最大强度的时间间隔目前成为用于计算氧气值的初始测量值。在电化学系统中，测量电流与氧气值线性相关。在光学系统中，相位随着氧气浓度的升高而呈指数规律下降。这种下降在SternVolmer方程中有描述。在现代光学溶解氧系统中，Sternolmer图是不可或缺。
减少维护需求
光学技术的主要优点是操作更为简便，这是因为只需定期更换一种备件耗材-光学帽；与电化学系统不同，没有电解液、易碎的膜体或内传感器等需要维护的部件。