指示电极的测量原理是使用一个对氢离子感应的玻璃膜传感器，检测传感器与样品溶液间产生的信号，其中的玻璃氢离子敏感膜是一个重要的组件，内部的电解液拥有恒定的pH，测量过程中膜的内表面电位保持恒定，外部的测试溶液的酸碱性不同，则会造成氢离子的渗出或渗入，从而产生电位差。

参比电极则会为指示电极提供稳定的参比信号或电位。参比电极则由对氢离子无感应的玻璃制成，并且为保证内部溶液或参比电解液可以渗入样品中，参比电极上方需要制成开放式或接触式液络部。

将PH指示电极和参比电极组合在一起的电极就称PH复合电极。外壳为塑料的就称为塑壳pH复合电极。外壳为玻璃的就称为玻璃pH复合电极。复合电极的优点合二为一，使用方便。pH复合电极的结构主要由电极球泡、玻璃支持杆、内参比电极、内参比溶液、外壳、外参比电极、外参比溶液、液接界（砂芯或微孔PTFE）、电极帽、电极导线、插口等组成。目前我们使用的pH电极多数为复合pH电极。