시료중 분석대상 이온의 농도에 감응하여 비교전극과 이온전극간에 나타나는 전위차를 이용하는 방법이다.

목적이온의 농도를 정량하는 방법으로 시료중 양이온과 음이온의 분석에 이용된다.

비교전극은 분석대상 이온에 대해 고도의 선택성이 있고 이온농도에 비례하여 전위를 발생할 수 있는 전극이다.

전위차계는 발생되는 전위차를 mV 단위까지 읽을 수 있고 고압력저항의 전위차계로서 pH-mV계, 이온전극용 전위차계 또는 이온농도계 등을 사용한다.