Der keramische Teil der Lambda-Sonde (Festelektrolyt) hat die Form eines einseitig geschlossenen Rohrs. Die Oberfläche der Sondenkeramik ist auf der Innen- und Außenseite mit einer mikroporösen Platinschicht (den Elektroden) versehen, die zum einen durch eine katalytische Wirkung die Sondeneigenschaften entscheidend beeinflusst und zum anderen der Kontaktierung dient. Auf dem messgasseitigen Teil der Sondenkeramik befindet sich oberhalb der Platinschicht eine fest haftende, hochporöse Keramikschicht. Diese Schutzschicht verhindert, dass die Rückstände im Messgas eine erosive Wirkung auf die katalytisch aktive Platinschicht haben. Dies verleiht der Sonde eine hohe Langzeitstabilität.

Die aktive Sondenkeramik (ZrO2) wird von innen durch ein keramisches Heizelement beheizt, so dass die Temperatur der Sondenkeramik unabhängig von der Messgastemperatur konstant gehalten wird. Das keramische Heizelement hat eine PTC-Charakteristik, die zu einer schnellen Aufheizung führt und den Leistungsbedarf begrenzt. Die Anschlüsse des Heizelements sind vollständig von der Sondensignalspannung entkoppelt (R> = 30M-Ohm).