פוטנציאומטריה היא טכניקה אנליטית המודדת את הפרש הפוטנציאל בין שתי אלקטרודות בתא אלקטרוכימי, מבלי למשוך זרם משמעותי שעלול לשנות את הרכב התמיסה. שיטה זו עושה שימוש באלקטרודה מציינת, שמחליפה אלקטרונים עם תמיסת האנליט, ובאלקטרודת ייחוס בעלת פוטנציאל קבוע. כל אחת מהאלקטרודות טובלת בתמיסה המורכבת משני תאי חצי. בהגדרה קונבנציונלית, אלקטרודת הייחוס משמשת כאנודה (האלקטרודה השמאלית), אתר החמצון שבו אלקטרונים אובדים, בעוד שהאלקטרודה המציינת פועלת כקתודה (האלקטרודה הימנית), שבה מתרחש חיזור ואלקטרונים מתקבלים. תאי החצי מחוברים דרך גשר מלח, הממולא בדרך כלל באלקטרוליט אינרטי, כדי למנוע קצר ולערבוב התמיסות. פוטנציאל התא נקבע על ידי חישוב ההפרש בין פוטנציאלי החיזור - מדד לנטיית חומר לקבל אלקטרונים- בקתודה ובאנודה. כדי להבטיח מדידות מדויקות בתאים המשתמשים בגשרי מלח, יש להתחשב בפוטנציאלי המגע הנוזלי, המתפתחים בממשקים בין תמיסות אלקטרוליט שונות. עם זאת, ניתן להפחית השפעות אלו על ידי איזון ניידות היונים ושמירה על ריכוזי מלח גבוהים. משוואת נרנסט יכולה לשמש להערכת ריכוז האנליט, אך למדידות מדויקות יותר, יש להתחשב גם בהשפעות טמפרטורה והשפעות המטריצה. בסך הכל, פוטנציאומטריה היא טכניקה חשובה לניתוח תמיסות שונות ולקביעת ההרכבים הכימיים שלהן.