回路電位的起點位于樣品溶液和pH 電極敏感膜接觸的區域，在此處對電位 E1 進行測量，它與樣品溶液的 pH 值有關。為了測量 E1 并將其與pH 值建立明確的關系，測量回路 E2-E6 中的其他所有電位必須恒定。內置電解液與位于 pH 膜上方的樣品溶液之間的電位差造成了可變信號。測量鏈中的后一點為 E6 – 參比電極電解液與樣品溶液之間的電位，由于參比電極對于樣品的 pH 值不敏感，因此具有恒定的電位。

從樣品到 pH 電極再到儀表，然后從儀表到參比電極后返回樣品溶液，依次為測量鏈中的 E2、E3、E4 與E5 等其它電位。這些可在圖中看到。

通過玻璃膜上的凝膠層和 pH 玻璃膜將電位 E1 傳送至 pH 玻璃膜內部，在此處，另外一個凝膠層作為 pH 電極與內置緩沖液之間的界面。pH 玻璃膜外部與

pH 玻璃膜內部之間的電位差為圖中的電位 E2。

物理原理是：測量由于電極外部凝膠層中氫離子與測量溶液中氫離子平衡發生變化而產生的電位差。如果在兩相中，氫離子的活度不同，則氫離子將發生轉移。這使相界面上產生電荷，從而阻止 H+ 進一步轉移。產生的電位取決于樣品溶液和凝膠層中不同的氫離子活度。凝膠層中存在的氫離子由玻璃膜的硅酸框架提供，可視為恒定， 因此與測量溶液無關。

然后通過玻璃膜中的 Li+ 離子將 pH 敏感膜外部凝膠層的電位傳送至玻璃膜內部，在這里產生另外一個相界電位

通過 pH 電極的內置緩沖液將電位 E3 傳送至 pH 電極 (E4) 的導出線，然后再傳送至儀表。