溶解氧是在給定溫度和大氣壓力下溶解在給定數量的水中的氧氣量。因此，它不應該與水分子中的氧混淆。它通常表示為濃度的百萬分之一或毫克/升。它也可以表示為百分比飽和度，其中飽和度是理論上可以在給定高度和溫度下溶解在水中的大氧氣量。
高DO水平在水中是有好處的，因為它使飲用水的味道更好。但是，高DO水平會加速水管中的腐蝕。溶解氧水平主要用作工業廢水和環境監測的水質的一般指標。在水質應用(如水產養殖(包括養魚)和廢水處理方面，必須保持較高的DO水平。對于水產養殖，如果DO水平過低，魚會窒息。在污水處理中，細菌會分解固體。如果DO水平太低，細菌就會死亡，分解停止；如果DO水平過高，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，補給水必須具有較低的DO水平，以防止腐蝕和鍋爐垢積聚，從而抑制傳熱。
光學(發光)溶解氧電極傳感器，與電化學DO傳感器相比，可顯著減少維護。氧氣的光學傳感基于用調制藍光照亮的染料/指示器的紅色熒光的測量。與調制的藍色光源相比，氧氣的存在導致紅色熒光的相移；因此，通過測量這種相移，可以直接測量樣品中的氧氣濃度。然而，與電化學DO傳感器相比，發光溶解氧傳感器的成本要高得多。
