Un pHmetro está conformado por tres partes esenciales: un electrodo de medición de pH, un electrodo de referencia y un medidor de alta impedancia de entrada. El electrodo de referencia tiene un potencial conocido, constante y estable.
El electrodo de pH puede ser considerado como si fuera una batería, con una tensión que varía conforme el pH de la solución medida. El electrodo que determina el pH es un bulbo de vidrio sensible a iones de hidrógeno, con una salida en milivoltios que varía conforme las alteraciones en la concentración relativa de los iones de hidrógeno dentro y fuera del bulbo. La salida del electrodo de referencia no cambia con la actividad de los iones de hidrógeno.