含有饱和溶解氧的水样进入测定槽并与生物传感器接触。当水样中没有可生物降解的有机物时，当溶解氧向氧电极的扩散速率（质量）达到恒定时，就会产生恒定电流。当水样中存在可生物降解的有机物时，有机物被生物膜中的微生物同化，微生物的细胞呼吸作用也增强，消耗了一部分溶解氧，减少了扩散到氧电极表面上的溶解氧。当水样中溶解氧向电极的扩散速率（质量）再次达到恒定时，就又会产生恒定电流。 由于两个恒流的差值与水样中可生物降解有机物的浓度有定量关系，因此电流信号经微机放大、分析处理后，直接显示BOD检测结果。