離子選擇性電極是電位與給定溶液中離子活度的對數(shù)呈線性關(guān)系的電化學(xué)式敏感元件，是一類利用膜電位測定溶液中離子活度或濃度的電化學(xué)傳感器屬于膜電極，其核心部件是電極尖端的感應(yīng)膜。離子選擇性電極法是電位分析的分支，一般用于直接電位法，也可用于電位滴定。其特點是：可測定溶液中特定離子的濃度；應(yīng)用范圍廣；不受試劑顏色、濁度等的影響。
離子選擇性電極的測量過程：
離子選擇性電極內(nèi)含有已知離子濃度的電極液，通過離子選擇性電極膜與樣本中相應(yīng)離子相互滲透，從而在膜的兩邊產(chǎn)生膜電位，樣本中離子濃度不用，產(chǎn)生的電位信號的大小也不同，通過測量電位信號大小就可以測知樣本中離子的濃度。
電極內(nèi)液與樣本之間的離子濃度差使電極膜產(chǎn)生電化學(xué)電位，這個電位可由電極取出，輸往放大器的輸入端，放大器的另一個輸入端與參比電極連接并接地，電極電壓可進一步放大。形成電壓差，決定著被測樣本的離子濃度。
電極溶液中被測離子接觸電極時，在離子選擇電極膜基質(zhì)的含水層內(nèi)發(fā)生離子遷移。遷移離子的電荷改變存在著電勢，因而使膜面間的電位發(fā)生變化；在測量電極與參比電極間產(chǎn)生一個電位差。理想的離子選擇性電極對溶液中所要測定的離子產(chǎn)生的電位差，應(yīng)符合能斯特（Nernst）方程：
E=E0+ log10a(x)
E：測得的電位
E0：標準電極電位（常數(shù)）
R：氣體常數(shù)
T：絕對溫度
Z：離子價
F：法拉第常數(shù)
a(x)：離子的活度
可見測得的電極電位和“X”離子的活度的對數(shù)成比例，當(dāng)活度系數(shù)保持恒定時，電極電位與離子濃度（C）的對數(shù)也成比例，以此來求出溶液中離子的活度或濃度。
