Een optische DO-sensor, weergegeven in Figuur 1, steunt op het principe van fluorescentie en bestaat uit een LED en een fotodiode. De sensor wordt gescheiden van het medium via een zuurstof-permeabele laag. Deze laag bevat merkermoleculen die geëxciteerd worden door oranje licht (uitgezonden door de LED) en zelf rood fluorescent licht uitzenden. De aanwezige zuurstofmoleculen hechten zich vast aan de merkermoleculen en verzwakken zo de intensiteit van het uitgezonden fluorescente licht. De fotodiode detecteert de lichtintensiteit, wat een maat is voor de DO-concentratie in de te meten vloeistof.