تحلیلگر کیفیت آب عمدتاً از روش اندازه گیری الکترود انتخابی یونی برای دستیابی به تشخیص دقیق استفاده می کند. الکترودهای روی دستگاه: PH، فلوئور، سدیم، پتاسیم، کلسیم، منیزیم و الکترود مرجع. هر الکترود دارای یک غشای انتخابی یونی است که با یون های مربوطه در نمونه مورد آزمایش واکنش می دهد. غشا یک مبدل یونی است که با بار یونی واکنش داده و پتانسیل غشا را تغییر می دهد، به طوری که پتانسیل بین مایع، نمونه و غشا قابل تشخیص است. دو اختلاف پتانسیل شناسایی شده در هر دو طرف غشاء جریان تولید می کند. نمونه، الکترود مرجع و مایع الکترود مرجع یک طرف "حلقه" را تشکیل می دهند و غشاء، مایع الکترود داخلی و الکترود داخلی طرف دیگر هستند.
اختلاف غلظت یون بین مایع الکترود داخلی و نمونه یک ولتاژ الکتروشیمیایی در دو طرف غشای الکترود کار ایجاد می کند. ولتاژ از طریق الکترود داخلی بسیار رسانا به تقویت کننده هدایت می شود و الکترود مرجع نیز به محل تقویت کننده هدایت می شود. منحنی کالیبراسیون با تشخیص یک محلول استاندارد با غلظت یون شناخته شده دقیق، به دست می آید، در نتیجه غلظت یون در نمونه تشخیص داده می شود.
هنگامی که یون های اندازه گیری شده در محلول با الکترود تماس پیدا می کنند، مهاجرت یون در آبخوان ماتریس الکترود انتخابی یونی رخ می دهد. تغییر بار یون های مهاجرت کننده یک پتانسیل الکتریکی ایجاد می کند که پتانسیل بین سطوح غشا را تغییر می دهد و اختلاف پتانسیل بین الکترود اندازه گیری و الکترود مرجع ایجاد می کند.