基本的pH測量系統包括：
1、測量電極
測量電極的測量原理是使用一個對氫離子感應的玻璃膜傳感器，檢測傳感器與樣品溶液間產生的信號，其中的玻璃氫離子敏感膜是一個重要的組件，內部的電解液擁有恒定的pH，測量過程中膜的內表面電位保持恒定，外部的測試溶液的酸堿性不同，則會造成氫離子的滲出或滲入，從而產生電位差。
2、參比電極
pH參比電極是pH傳感器測量系統中一個重要部分。它會為指示電極提供穩定的參比信號或電位。參比電極則由對氫離子無感應的玻璃制成，并且為保證內部溶液或參比電解液可以滲入樣品中，參比電極上方需要制成開放式或接觸式液絡部。
測量pH 值必須一起使用這兩種不同電位的電極。但是隨著技術的發展，目前復合電極的使用已經非常普遍，即復合電極，復合電極中pH敏感玻璃電極位于中間，外圍被充滿了參比電解液的參比電極所包圍。只有當pH電極和參比電極兩者的使用使用壽命相差很大，才推薦使用獨立的電極。由于pH的測量會受到溫度的影響，所以可以在復合電極中再加入溫度探頭，以實現簡單的溫度補償，這種電極被稱為3合1電極。
