氮氧传感器（NOx sensor），也常被称为NOx传感器，主要用于检测发动机尾气中的氮氧化合物含量，如N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4和N2O5等。在柴油发动机系统中，氮氧传感器具有关键的作用。它可以实时监测尾气中氮氧化合物的浓度，并将这些数据上传到车载电脑（ECU）。ECU根据这些数据来控制SCR系统的尿素喷射量，以达到降低氮氧化合物排放并实现SCR部件的OBD监控的目的。如果没有氮氧传感器，ECU将无法准确判断尾气中的氮氧化合物浓度，进而无法准确控制SCR的尿素喷射量，这将导致柴油车尾气中的氮氧化合物得不到有效净化，其浓度可能会超过国家规定的排放标准。
氮氧传感器在汽车领域中也发挥着重要的作用。它可以检测发动机燃烧室内的氧气含量，从而帮助控制燃油喷射量，提高发动机的效率和性能。氮氧传感器总成内部还集成了自诊断系统，能够监测自身的工作状态，并通过车身通讯总线与ECU或DCU反馈氮氧浓度信号，无需ECU或DCU进行计算。
在结构上，氮氧传感器通常由传感器探头、控制模块、连接插头和连接电缆组成。现代的氮氧传感器配置更为先进，可能会配置两个氮氧传感器，分别检测后处理箱进口和出口的NOx的值，并通过车身总线与ECU进行通讯。
氮氧传感器的安装位置也很重要。例如，在安装氮氧传感器探头时，应确保它安装在排气管催化器的上半部分，避免使其位于催化器的最低位置，以确保其能够准确测量氮氧化物的浓度。
氮氧传感器是重型柴油车上必装且必须定期更换的配件，对于保护人们的健康、提高汽车的效率和性能以及保护环境都具有重要作用。