溶解氧是在給定溫度和大氣壓下溶解在給定量水中的氧氣量。因此，不應將其與水分子中的氧相混淆。它通常表示為百萬分之一或每升濃度的毫克數。它也可以表示為飽和度百分比，其中飽和度是理論上在給定高度和溫度下可以溶解在水中的大量氧氣。

高溶解氧水平在水中是有益的，因為它使飲用水的味道更好。然而，高溶解氧水平會加速水管的腐蝕。溶解氧水平主要用作工業廢水和環境監測中水質的一般指標。在水產養殖（包括養魚）和廢水處理等水質應用中必須保持高溶解氧水平。對于水產養殖，如果溶解氧水平過低，魚就會窒息。在廢水處理中，細菌會分解固體。如果溶解氧水平過低，細菌就會死亡，分解停止；如果溶解氧水平太高，能量就會浪費在水的曝氣中。在包括鍋爐在內的工業應用中，補給水必須具有低溶解氧水平，以防止腐蝕和鍋爐結垢，從而抑制熱傳遞。

光學（發光）溶解氧電極傳感器與電化學DO傳感器相比，維護工作顯著減少。氧氣的光學傳感是基于對用調制藍光照射的染料/指示器的紅色熒光的測量。與調制的藍色光源相比，氧氣的存在會導致紅色熒光的相移；因此，通過測量該相移，可以直接測量樣品中的氧濃度。然而，與電化學溶解氧傳感器相比，發光溶解氧傳感器的成本要高得多。