氧傳感器失效是環保發動機經常發生的問題，導致了氧傳感器失效的原因與中國燃油、潤滑油、道路狀況有很大的關系，汽車氧傳感器失效主要有兩種表現形式：傳感器元件老化和中毒。氧傳感器老化的主要原因是傳感元件局部表面溫度過高。氧傳感器的傳感元件受到污染而失效的現象稱為中毒。氧傳感器中毒主要是指一氧化碳中毒、硫中毒、鉛中毒、硅中毒、錳鉛中毒和磷中毒。
氧傳感器老化
　　在發動機利用氧傳感器進行閉環控制的過程中，混合氣的空燃比總是控制在理論空燃比附近，排氣中幾乎沒有過剩的燃油，但是發動機剛剛起動之后，為了快速預熱發動機，需要供給足夠的燃油，排氣中過剩的燃油就會在氧傳感器的表面產生燃燒反應，一方面是形成碳粒而造成氧傳感器表面的保護剝落，另一方面是使傳感元件局部表面溫度過高而加速傳感器老化。
一氧化碳中毒
    由于長時間混合氣過濃，燃燒不wan全，排氣中一氧化碳過多時，氧傳感器就會發生一氧化碳中毒，由于鉑金屬不僅有氧化催化作用，還具有還原催化作用，在長期缺氧狀態下，吸附在鉑金屬上的一氧化碳會被還原解析成碳，在鉑金屬表面形成碳沉積，當碳沉積覆蓋較多時，就會使鉑金屬催化劑比表面積減少而使活性下降，導致氧傳感器不能再正確反饋氧含量，從而中毒失去作用。
硫中毒
    燃料中的硫燃燒后在排氣中是以二氧化硫形式存在的，鉑金屬催化劑活性中心對二氧化硫有ji強的親和力，二氧化硫被活性中心吸附后經過氧化變成三氧化硫，三氧化硫與排氣的水結合形成硫酸，硫酸與金屬氧化物反應會生成硫酸鹽，與未燃燒的燃料中某些化合物反應會生成硫酸膠質，最終形成硫化學絡合物吸附在鉑金屬催化劑活性表面上，妨礙了催化劑對氧和一氧化碳的吸附，減弱了氧傳感器對空燃比變化的敏感程度，喪失了儲存氧和釋放氧的功能，導致氧傳感器中毒失效，潤滑油中的磷硅對氧傳感器的影響與硫基本相似。
鉛中毒
　　燃油或潤滑油添加劑中的鉛離子與氧傳感器的鉑電極發生化學反應，導致催化劑鉑的催化性能降低的現象，稱為鉛中毒。雖然現在都使用無鉛汽油，大大減少了氧傳感器鉛中毒的機率。但是，由于燃油或潤滑油的添加劑中含有多種鉛化合物，氧傳感器的鉛中毒也是不可避免的。
硅中毒
　　發動機上的硅密封膠、硅樹脂成型部件、鑄件內的硅添加劑等都有硅離子，這些硅離子會污染氧傳感器的外側電極，氧傳感器內部端子處密封用的硅橡膠會污染內側電極。硅離子與氧傳感器的鉑電極發生化學反應而導致催化劑鉑的催化性能降低的現象，稱為硅中毒。
錳、鉛中毒
燃料中的錳、鉛等金屬通常是以金屬鹽和金屬氧化物的形式沉積在鉑金屬催化劑活性表面，它們與活性中心有很強的親和力，結合生成絡合物后不再分解，使鉑金屬催化劑的活性和選擇性迅速下降而產生中毒現象，特別是錳鹽和錳氧化物有儲氧的功能，它沉積在鉑金屬催化劑活性表面會造成氧傳感器誤報，使氧傳感器無法正確反饋空燃比。
磷中毒
　　在傳感器表面，磷很少以純磷狀態析出，而是以某種化合物狀態析出，這些磷化物污染氧傳感器的現象，稱為磷中毒。磷化物的應用很廣，可以用作潤滑劑、防銹劑和清洗劑。在發動機磨合期間或活塞環磨損之后，發動機潤滑油添加劑中的磷化物就會竄入氣缸中燃燒并隨排氣排出。在低溫狀態下，磷化物是以微粒子狀態析出并沉淀在傳感器保護層的表面將氣孔堵塞而導致傳感器中毒;在高溫狀態下，磷化物會附著在氧傳感器以及三元催化器表面使其受到污染。
　　氧傳感器的老化和中毒是不可避免的。所以當汽車行駛一定里程后，應當更換氧傳感器。平時應當經常檢查汽車氧傳感器是否已經失效，發現問題及時更換，這對行車安全也是一種保障，同時還能降低油耗并減少環境污染。