Ein Pulsoxymeter unterscheidet zwischen oxygeniertem und desoxygeniertem Blut durch die Messung der Lichtabsorption von zwei verschiedenen Wellenlängen des Lichts, typischerweise rotem Licht (ungefähr 660 nm) und infrarotem Licht (ungefähr 940 nm). Sauerstoffreiches Blut (oxygeniertes Blut) absorbiert mehr infrarotes Licht und lässt mehr rotes Licht durch, während sauerstoffarmes Blut (desoxygeniertes Blut) mehr rotes Licht absorbiert und infrarotes Licht durchlässt. Das Pulsoxymeter sendet diese beiden Lichtwellen durch die Haut, meist an einem Finger oder Ohrläppchen, und misst die Intensität des durchgelassenen Lichts. Anhand der Unterschiede in der Lichtabsorption kann das Gerät den Anteil des oxygenierten Hämoglobins im Blut berechnen und somit den Sauerstoffsättigungsgrad (SpO2) ermitteln.