Большинство газов — диамагнетики, они выталкиваются магнитным полем. Кислород (O2) — редкое исключение, проявляет сильные парамагнитные свойства, его магнитная восприимчивость в среднем в пятьдесят раз выше, чем у большинства газов. Абсолютным антиподом кислорода является азот, его магнитная восприимчивость близка к нулю. Свойства этих двух газов лежат в основе ряда «парамагнитных методов» определения концентрации кислорода.
Два постоянных магнита (см. рисунок справа) создают неоднородное магнитное поле. В зоне его действия на тонкой нити подвешено гантелевидное тело из двух стеклянных сфер, заполненных азотом. На оси вращения сфер установлено зеркало, на которое направлен пучок света. Отраженный свет направляется на фотоприемник.
Кислород из пробы стремится в точки с максимальной магнитной индукцией и выталкивает сферы, изменение положения сфер фиксируется фотоприемником. Фотоприемник в свою очередь связан с катушкой, нить от которой намотана на поперечине гантели. Чем выше сила тока, который требуется подать, чтобы вернуть сферы в исходное положение, тем больше кислорода в пробе.
Магнитная восприимчивость веществ зависит от температуры, поэтому для повышения точности измерений в некоторых приборах используется принцип термостатирования ячейки.