ความต่างศักย์ของอิเล็กโทรดคือความแตกต่างศักย์ไฟฟ้าสถิตระหว่างอิเล็กโทรไลต์และอิเล็กโทรด การเกิดขึ้นของศักยภาพดังกล่าวเกิดจากการแยกประจุเชิงพื้นที่ซึ่งมีสัญญาณตรงกันข้ามที่ขอบเขตการแยกเฟสกับการก่อตัวของชั้นไฟฟ้าสองชั้น
การแยกประจุเชิงพื้นที่ที่ขอบเขตระหว่างอิเล็กโทรดโลหะและสารละลายอิเล็กโทรไลต์มีความเกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์เช่นการถ่ายโอนไอออนจากโลหะไปยังสารละลายในระหว่างการสร้างสมดุลไฟฟ้าเคมีเช่นเดียวกับการดูดซับไอออนจากอิเล็กโทรไลต์ไปยังพื้นผิวอิเล็กโทรด การกระจัดของก๊าซนอกตาข่ายคริสตัลที่มีประจุบวกไอออนิก การดูดซับไอออนหรือโมเลกุลของของเหลวที่ไม่ใช่คูลอมบ์บนอิเล็กโทรด เนื่องจากสองปรากฏการณ์ที่ผ่านมาศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรดจะไม่เป็นศูนย์แม้ว่าประจุบนพื้นผิวโลหะจะเป็นศูนย์ก็ตาม ไม่ได้กำหนดค่าสัมบูรณ์ของศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรดเดี่ยวด้วยเหตุนี้จึงใช้วิธีการเปรียบเทียบการอ้างอิงและอิเล็กโทรดที่ศึกษา ศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรดเท่ากับค่าของแรงเคลื่อนไฟฟ้า (EMF) ที่ได้รับในวงจรไฟฟ้าเคมี
สำหรับโซลูชันที่ใช้น้ำเป็นที่ยอมรับใช้อิเล็กโทรดไฮโดรเจน เซลล์มาตรฐานประเภทนี้ใช้เป็นมาตรฐานสำหรับการวัดทางเคมีไฟฟ้าต่างๆเช่นเดียวกับในอุปกรณ์กัลวานิก อิเล็กโทรดไฮโดรเจนเป็นลวดหรือแผ่นโลหะที่ดูดซับก๊าซไฮโดรเจนได้ดี (มักใช้แพลเลเดียมหรือแพลทินัม) แผ่นลวดดังกล่าวอิ่มตัวด้วยไฮโดรเจนที่ความดันบรรยากาศจากนั้นแช่ในสารละลายที่อุดมไปด้วยไฮโดรเจนไอออน ศักยภาพของแผ่นดังกล่าวเป็นสัดส่วนกับความเข้มข้นของไอออนในสารละลาย องค์ประกอบเป็นมาตรฐานมีการวัดศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรดของปฏิกิริยาเคมีเทียบกับมัน
เมื่อประกอบเซลล์กัลวานิกขึ้นอยู่กับไฮโดรเจนและอุปกรณ์ที่กำหนดบนพื้นผิวของโลหะของกลุ่มแพลทินัมจะเกิดปฏิกิริยา (ย้อนกลับได้) ซึ่งหมายถึงกระบวนการลดหรือออกซิเดชั่น ประเภทของกระบวนการขึ้นอยู่กับศักยภาพของปฏิกิริยาต่อเนื่องขององค์ประกอบที่กำหนด ศักย์ของอิเล็กโทรดไฮโดรเจนจะเป็นศูนย์เมื่อความดันไฮโดรเจนเป็นหนึ่งบรรยากาศความเข้มข้นของโปรตอนในสารละลายคือหนึ่งโมลต่อลิตรและอุณหภูมิ 298 K ความดันก๊าซ - 0.101 MPa ค่าของศักยภาพนี้เรียกว่ามาตรฐาน
การวัด EMF ของอิเล็กโทรดกัลวานิกในเงื่อนไขมาตรฐานคำนวณศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของปฏิกิริยาเคมี โดยปกติค่านี้จะวัดภายใต้เงื่อนไขเมื่อกิจกรรมทางอุณหพลศาสตร์ทั้งหมดของปฏิกิริยากำหนดศักย์เท่ากับความเป็นเอกภาพและความดันของก๊าซเท่ากับ 0.01 * 105Pa ศักยภาพขององค์ประกอบที่อยู่ระหว่างการทดสอบจะถือว่าเป็นบวกถ้าในโหมด "แหล่งกระแส" อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่จากซ้ายไปขวาในวงจรภายนอกและอนุภาคที่มีประจุบวกในอิเล็กโทรไลต์
