Ο αναλυτής ποιότητας νερού χρησιμοποιεί κυρίως τη μέθοδο μέτρησης ηλεκτροδίων επιλεκτικών ιόντων για την επίτευξη ακριβούς ανίχνευσης. Ηλεκτρόδια στο όργανο: PH, φθόριο, νάτριο, κάλιο, ασβέστιο, μαγνήσιο και ηλεκτρόδιο αναφοράς. Κάθε ηλεκτρόδιο έχει μια επιλεκτική μεμβράνη ιόντων, η οποία θα αντιδράσει με τα αντίστοιχα ιόντα στο προς δοκιμή δείγμα. Η μεμβράνη είναι ένας εναλλάκτης ιόντων, ο οποίος αντιδρά με το φορτίο ιόντων και αλλάζει το δυναμικό της μεμβράνης, έτσι ώστε να μπορεί να ανιχνευθεί το δυναμικό μεταξύ υγρού, δείγματος και μεμβράνης. Οι δύο διαφορές δυναμικού που ανιχνεύονται και στις δύο πλευρές της μεμβράνης θα δημιουργήσουν ρεύμα. Το δείγμα, το ηλεκτρόδιο αναφοράς και το υγρό του ηλεκτροδίου αναφοράς αποτελούν τη μία πλευρά του "βρόχου" και η μεμβράνη, το υγρό του εσωτερικού ηλεκτροδίου και το εσωτερικό ηλεκτρόδιο είναι η άλλη πλευρά.
Η διαφορά συγκέντρωσης ιόντων μεταξύ του υγρού του εσωτερικού ηλεκτροδίου και του δείγματος θα δημιουργήσει μια ηλεκτροχημική τάση και στις δύο πλευρές της μεμβράνης του ηλεκτροδίου εργασίας. Η τάση οδηγείται στον ενισχυτή μέσω του εξαιρετικά αγώγιμου εσωτερικού ηλεκτροδίου και το ηλεκτρόδιο αναφοράς οδηγείται επίσης στη θέση του ενισχυτή. Η καμπύλη βαθμονόμησης λαμβάνεται ανιχνεύοντας ένα πρότυπο διάλυμα με ακριβή γνωστή συγκέντρωση ιόντων, ανιχνεύοντας έτσι τη συγκέντρωση ιόντων στο δείγμα.
Όταν τα ιόντα που πρόκειται να μετρηθούν στο διάλυμα έρθουν σε επαφή με το ηλεκτρόδιο, λαμβάνει χώρα μετανάστευση ιόντων στον υδροφόρο ορίζοντα της μήτρας ηλεκτροδίων επιλεκτικών ιόντων. Η αλλαγή φορτίου των μεταναστευτικών ιόντων δημιουργεί ένα ηλεκτρικό δυναμικό, το οποίο αλλάζει το δυναμικό μεταξύ των επιφανειών της μεμβράνης και δημιουργεί μια διαφορά δυναμικού μεταξύ του ηλεκτροδίου μέτρησης και του ηλεκτροδίου αναφοράς.