Bezugselektroden dienen als stabiler Bezugspunkt für potentiometrische Messungen, während Indikator- und Messelektroden auf Schwankungen in der Zusammensetzung einer Lösung reagieren.

Die Standard-Wasserstoffelektrode (SHE) ist eine weit verbreitete Bezugselektrode, die bei allen Temperaturen ein Nullpotential aufrechterhält. Da sie jedoch eine kontinuierliche Wasserstoffgasversorgung benötigt, ist sie für den alltäglichen Gebrauch unpraktisch.

Eine Alternative zur SHE ist die gesättigte Kalomelelektrode (SCE). Diese Elektrode verfügt über einen H-förmigen Glaskörper, der eine Platinelektrode enthält, die in Quecksilber eingetaucht ist, das mit Quecksilber(I)-chlorid und Kaliumchloridsalzen gesättigt ist. Trotz ihrer weit verbreiteten Verwendung reagiert die SCE empfindlich auf Temperaturschwankungen und gibt aufgrund ihres Quecksilbergehalts Anlass zu Umweltbedenken.

Eine weitere Option sind Silber-Silberchlorid-Elektroden, die auf der Reduktion von AgCl zu Ag beruhen. Diese Elektroden bestehen aus einer Silberelektrode, die in eine mit Silberchlorid gesättigte KCl-Lösung eingetaucht ist. Obwohl sie temperaturbeständiger als SCE sind, können sie zu ungenauen Messungen führen, wenn Silberionen mit Probenbestandteilen reagieren und die Verbindungsstelle verstopfen.

Um genaue potentiometrische Messungen mit Bezugselektroden zu gewährleisten, ist es wichtig, den Flüssigkeitsstand im Inneren über dem Niveau der Probenlösung zu halten, um Verunreinigungen und Verstopfungen der Verbindungsstellen zu vermeiden. Regelmäßige Wartung und Reinigung sind ebenfalls unerlässlich für zuverlässige Ergebnisse.

Metallische Bezugselektroden können in drei Kategorien eingeteilt werden: Elektroden der Klasse I reagieren direkt auf Lösungen, die ihre Ionen enthalten; Elektroden der Klasse II bilden mit den zu messenden Ionen leicht lösliche Salze; und Elektroden der Klasse III reagieren auf verschiedene Kationen. Inerte metallische Elektroden fungieren als Elektronenquellen oder -senken bei Redoxreaktionen.

Membranelektroden, darunter ionenselektive und pH-sensitive Glaselektroden, sind dagegen für die Messung spezifischer Ionenkonzentrationen in Lösungen ausgelegt.