Mieszanka paliwowo-powietrzna to mieszanina par paliwa z powietrzem, która stanowi czynnik termodynamiczny podlegający sprężaniu, spalaniu i rozprężaniu w cylindrze silnika spalinowego tłokowego. Taka przemiana umożliwia produkcję energii mechanicznej w silniku. Mieszanka powinna mieć jednak odpowiedni skład chemiczny.

Skład mieszanki to bardzo istotna kwestia, bowiem wpływa na efektywność pracy Sondy Lambda, której zadaniem jest zmniejszenie zawartości szkodliwych substancji w spalinach. Po wykryciu zbyt bogatej mieszanki ilość wtryskiwanego paliwa zostaje zmniejszona; natomiast gdy mieszanka jest zbyt uboga, to objętość wtryskiwanego paliwa ulega zwiększeniu. Celem jest zawsze osiągnięcie idealnego stosunku powietrza do paliwa w mieszance, która doprowadzana zostaje do silnika. Dobrze dobrana mieszanka umożliwia właściwą pracę jednostce napędowej – prawidłowe osiągi, brak problemów z nierównomierną prędkością i odpowiednie spalanie. Mieszanka paliwowo-powietrzna powstaje zwykle w kolektorze dolotowym, a w niektórych przypadkach wewnątrz cylindra. Skład mieszanki powinien być na bieżąco monitorowany.