溶解氧傳感器作為傳感器家族中的一個大類，所以溶解氧傳感器的應用范圍也是非常廣泛的。

1、水產養殖：水產養殖中有淡水(目前是工廠養殖)和近海海水養殖方法。在水產養殖中溶解氧是必須測量的參數。當水體溶解氧濃度小于(3~4)mg/L時，魚類呼吸困難；繼續減少，則會窒息死亡。此時，需要開啟增氧機補充水體中的氧。在海水養殖中測量溶解氧時，為保證測量的準確性需要進行鹽度補償。在沒有自動鹽度補償的儀器中，一般先用比重計測量海水的鹽度，手動輸入數據進行測量。

2、水源監測、污水處理等行業：自來水廠為確保水值的質量，對于進入水廠的水源中溶解氧進行檢測。污水處理廠對進入廠內進行處理的污水也進行溶解氧的測量。污水處理廠在污水處理過程中，為確保水體中的微生物/細菌的正常生活、確保水處理的效果，污水池的溶解氧含量必須控制在一定的范圍內，溶解氧是污水處理過程中，一定要測量的參數之一。在污水處理等行業中，需要測量水體的生物化學需氧量BOD5，以了解污水被處理的效果。溶解氧儀器是測量水體處理前、后溶解氧量變化的方法之一。所以溶解氧分析儀常常用作BOD5中測量溶解氧量變化的檢測工具。

3、環境監測：環境水體江、河、湖泊、海水中的溶解氧是衡量水質好壞的重要指標之一，是一定需要測定的參數。水體中的溶解氧量的多少反映了水體質量的優劣，水體中溶解氧減少是水體發臭的主要原因。所以在國家、市、地、縣、區級水質檢測站，重要江、河、湖泊的檢測站，一定需要配備溶解氧測量儀器。

4、在教育和科研領域應用：在教育和科研領域中，溶解氧測定儀及傳感器常常作為測量其他參數的檢測儀器。例如在氧傳感器外加上一層對葡萄糖濃度變化敏感的固定化葡萄糖氧化酶膜，利用氧傳感器可以制造成葡萄糖含量的分析儀。在氧傳感器外加上一層的對BOD 濃度變化敏感的細菌/微生物膜，可以制造成測量生物化學需氧量的儀器。在氧電極上加上不同種類的細菌/微生物制造成的膜，可以用于不同行業的BOD測量。