最初的一台 血氧饱和度 仪由Millikan在20世纪40年代开发。它监测动脉中携带氧的 血红蛋白 与不携带氧的血红蛋白的比例。典型的 血氧 饱和仪带有两个 发光二极管 。这两个发光 二极管 面向病人的待测部位 - 通常是指尖或 耳垂 。一只二极管释放波长为660纳米的光束，另一只释放905、910或者940纳米。含氧的血红蛋白对这两种波长的 吸收率 与不含氧的差别很大。利用这个性质，可以计算出两种血红蛋白的比例。测试的过程通常不需要从病人身上抽血。通常的血氧仪也可以显示病人的脉搏。按照Beer-Lambert定律，比值R/IR与动脉血氧饱和度（SaO ₂ ）的 函数关系 应为 线性关系 ，但由于生物 组织 是一种强散射、弱吸收、 各向异性 的复杂 光学系统 〔2～4〕，不完全符合经典的Beer-Lambert定律，因而导致了表达红光和 红外光 吸光度 相对变化测量值（R/IR值），与动脉血氧饱和度（SaO ₂ ）之间关系的数学模型建立困难。只能通过实验的方法来确定R/IR与SaO ₂ 的对应关系，即 定标曲线 。大多数 脉搏血氧仪 生产厂家都以实验方法获取经验定标曲线以完成产品出厂前的预定标。