离子选择性电极是电位与给定溶液中离子活度的对数呈线性关系的电化学式敏感元件，是一类利用膜电位测定溶液中离子活度或浓度的电化学传感器属于膜电极，其核心部件是电极尖端的感应膜。离子选择性电极法是电位分析的分支，一般用于直接电位法，也可用于电位滴定。其特点是：可测定溶液中特定离子的浓度；应用范围广；不受试剂颜色、浊度等的影响。
离子选择性电极的测量过程：
离子选择性电极内含有已知离子浓度的电极液，通过离子选择性电极膜与样本中相应离子相互渗透，从而在膜的两边产生膜电位，样本中离子浓度不用，产生的电位信号的大小也不同，通过测量电位信号大小就可以测知样本中离子的浓度。
电极内液与样本之间的离子浓度差使电极膜产生电化学电位，这个电位可由电极取出，输往放大器的输入端，放大器的另一个输入端与参比电极连接并接地，电极电压可进一步放大。形成电压差，决定着被测样本的离子浓度。
电极溶液中被测离子接触电极时，在离子选择电极膜基质的含水层内发生离子迁移。迁移离子的电荷改变存在着电势，因而使膜面间的电位发生变化；在测量电极与参比电极间产生一个电位差。理想的离子选择性电极对溶液中所要测定的离子产生的电位差，应符合能斯特（Nernst）方程：
E=E0+ log10a(x)
E：测得的电位
E0：标准电极电位（常数）
R：气体常数
T：绝对温度
Z：离子价
F：法拉第常数
a(x)：离子的活度
可见测得的电极电位和“X”离子的活度的对数成比例，当活度系数保持恒定时，电极电位与离子浓度（C）的对数也成比例，以此来求出溶液中离子的活度或浓度。
