El instrumento genera una luz azul (alta energía) que apunta hacia el sensor de oxígeno a través de la fibra óptica. El sensor absorbe la energía luminosa, produciendo así una excitación de los electrones hasta alcanzar un nivel de estado energético más elevado. Como dicho estado no es estable, los electrones vuelven a su estado básico de forma natural. Esta pérdida de energía se materializa mediante la emisión de una luz roja que vuelve al aparato a través de la fibra óptica. El plazo entre la emisión de la luz azul y la recuperación de la luz roja está correlacionado con la concentración de oxígeno en el entorno en el que se encuentra el sensor. Los analizadores NomaSense O2 miden ese tiempo y no la intensidad de luz, lo cual permite tener mediciones más sólidas en el tiempo.