酶传感器通常是由一个固定化的酶敏感膜和与之密切结合的电极组成的换能系统，因此又称酶电极。当待测物质与酶敏感膜接触后，会发生酶促反应，产生或消耗一种电活性物质，这种物质与待测物之间具有严格的化学计量关系。电活性物质的产生或消耗量可以通过电化学方法在电极上转换成电位或电流信号，从而最终实现对待测物的定量检测。

酶传感器的研究始于20世纪60年代。1962年，研究者首先报道了以葡萄糖氧化酶与氧电极结合检测葡萄糖的结果，最早提出了酶传感器原理。其基本检测原理是：被测物葡萄糖与环境中的溶解氧接触，在传感器表面的葡萄糖氧化酶催化下发生氧化反应，生成葡萄糖酸内酯和过氧化氢。在一定电极电压下，过氧化氢在电极表面进一步发生氧化还原反应产生电子转移，最终形成能反映葡萄糖浓度的电流变化。1967年，研究者实现了酶的固定化技术，研制成功酶电极，被认为是世界上第一个酶生物传感器。此后，为了解决传感器使用过程中电子传递效率的问题，还出现了加入电子媒介体的第二代酶传感器和基于直接电催化原理的第三代酶传感器。

酶传感器的核心功能是利用固定在电极表面的敏感酶膜催化电化学反应，从而反映待测物质的量。可分为电势型酶传感器和电流型酶传感器。其中，电势型酶传感器是将酶促反应引起的物质的量变化转化为电势信号，电势信号大小与底物浓度的对数值呈线性关系。电流型酶传感器是指酶促反应产生的物质在电极上发生氧化还原反应，产生电流信号并与被测物浓度呈线性关系。传感器表面酶膜的固定也是影响传感器性能的重要因素，酶膜的厚度、致密性、均匀度等都决定着传感器的稳定性、选择性、灵敏度等主要性能。其固定方法包括吸附法、电化学聚合法、交联法等。

由于酶具有高度的选择性和专一性，而且酶的催化效率很高，使得酶传感器成为一种对被测物具有高选择性的生物传感器件。同时，与酶传感器结合的电化学反应具有响应快、操作简单的特点。这些优点使得酶传感器在生物医学检测领域得到了广泛应用。例如，血液中的葡萄糖、胆固醇、乳酸、尿酸，脑内的多种神经递质，如谷氨酸、乙酰胆碱等，均可通过酶传感器实现高选择性、高灵敏度的快速检测，为生物医学研究的发展提供了高效的检测手段。