В зависимости от степени насыщения крови О2 изменяется ее цвет от темно-вишневого (венозная кровь) к алому (артериальная кровь, у которой меньше степень поглощения света). Это свойство крови позволило применить метод фотоэлектрического измерения поглощения света при просвечивании участка ткани — оксигемометрию.
В тканях организма одновременно находится артериальная и венозная кровь. Для определения степени насыщения артериальной крови О2 необходимо обеспечить содержание О2 в венозной крови, близкое к таковому в артериальной. Это достигается за счет расширения капилляров, что приводит к ускорению тока крови и тем самым уменьшению отдачи ею О2 тканям. Расширение капилляров вызывается применением тепла, источником которого является миниатюрная электрическая лампочка, служащая одновременно и для просвечивания ткани (ухо). Свет, пройдя через ухо, попадает на фотоэлемент.
Оксигемометр состоит из датчика и электроизмерительного прибора со шкалой, градуированной в величинах, показывающих, какой процент гемоглобина в артериальной крови находится в виде оксигемоглобина.