脉搏血氧饱和度仪依据光电比色原理，利用氧合血红蛋白和还原血红蛋白的分子可吸收不同的光线的波长差异设计而成。氧合血红蛋白吸收可见红光(波长660nm)，还原血红蛋白吸收红外线(波长940nm)，一定量的光线传到分光光度计探头，随着动脉搏动吸收不同光量，光线通过组织后转变为电信号，传至脉搏血氧饱和度仪，经放大及微机处理后将光强度数据换算成氧饱和度百分比值。当存在于搏动性血液中的可吸收660nm和940nm光的任何物质，都会影响SpO的正确性。碳氧血红蛋白可吸收660nm可见红光因而可使SpO假性增高，而亚甲蓝、正铁血红蛋白吸收940nm红外光，可使SpO降低，手术电凝和肢体末梢血流灌注不良则影响脉搏血氧饱和度仪测定，结果常常显著低于正常值而造成测定结果不准确。