Questo strumento permette il monitoraggio non invasivo della saturazione in ossigeno, generalmente espresso come percentuale, dell'emoglobina presente all’interno del sangue arterioso (SpO2) e quindi il riconoscimento precoce dell'ipossiemia.

Il suo utilizzo permette il monitoraggio istantaneo o continuo (molti modelli offrono la possibilità di memorizzare trend di 8-12 ore) dell’ossigenazione, di fondamentale importanza specialmente in sala operatoria durante la fase di anestesia e nelle unità di cura intensiva e neonatale e ormai indispensabile per la gestione dei malati in gravi condizioni; infatti la misurazione dei valori della pressione parziale di O2 nel sangue arterioso rappresenta l’unico strumento valido per valutare con esattezza l’efficacia della respirazione.

La misurazione di questi parametri è data da un sistema di rilevazione costituito da LED e microprocessori collocati dentro un sensore cutaneo che viene applicato generalmente alle dita della mano (ma anche, in alcuni tipi, sul piede, ai lobi dell'orecchio, sulla cute della fronte o del naso).

Il principio di funzionamento di quest’apparecchiatura si basa sul fatto che l'emoglobina ossigenata in soluzione trasmette all'incirca il 70% delle radiazioni del rosso visibile, mentre l'emoglobina praticamente non trasmette radiazioni di questa lunghezza d'onda. Tramite i LED presenti nella sonda vengono trasmesse attraverso la pelle due lunghezze d’onda della luce, 660 nm (rossa) e 930 nm (infrarossa), che vengono differentemente assorbite dall’emoglobina ossigenata che è rossa e assorbe l’infrarosso, e dall’emoglobina deossigenata che è blu e assorbe la luce rossa. Un fotorilevatore converte poi la luce trasmessa in un segnale elettrico proporzionale all’assorbimento che, processato, fornisce una lettura della saturazione. Alcuni sensori misurano l’intensità della luce riflessa dalla pelle e possono essere applicati in zone del corpo come la fronte.

La maggior parte di questi strumenti è dotata di allarmi che si attivano quando la misura risulti al di fuori di limiti preimpostabili. Sul display vengono spesso visualizzati altri parametri oltre alla SpO2, come la frequenza cardiaca, i limiti d’allarme della saturazione d’ossigeno e della frequenza cardiaca, onde pletismografiche e barre grafiche indicanti l’intensità del segnale rilevato.

Sono disponibili sensori sia di tipo riutilizzabile (sonde a clip) che di tipo disposable applicati alla pelle con sistemi adesivi. A seconda dell’utilizzo specifico, esistono diversi formati per tali sonde destinate ad adulti, bambini o neonati.

Esistono versioni portatili, persino palmari, a batteria; spesso è possibile una connessione a stampante o PC per lo scarico dei dati misurati.