燃料反馈控制系统是利用各类传感器精确控制空-燃比以帮助控制排气净化程度的控制系统。最常用的传感器为安装在排气流中测定氧浓度的氧传感器。它包括一个镀有铂的二氧化锆（ZrO2）元件或二氧化钛（TiO2）元件。在足够高的温度下，这种电化学元件根据排气氧含量而产生大约1V的电压。这一电压被传给信号处理器，该处理器再将校正信号传给喷油嘴和化油器，或将检测到的电压信号与要求的参考值进行比较和调整燃料控制，或使燃料控制在富燃料极限和贫燃料极限之间迅速摆动，将空-燃比保持在最佳范围内。由于传感器不能在低温下作业，所以起动时要求开式回路，直到传感器温度达到大约350℃为止。除了排气氧传感器之外，可用来帮助控制排放的传感器还有发动机曲轴部位传感器、空气温度传感器、节流阈部位传感器和冷却水传感器。这些装置通过电子控制处理的信息。精确调整发动机的燃料消耗、空气流量、废气再循环和点火时间等变量。燃料反馈控制系统对三元催化剂的正确使用极为重要。