Potenciometrija yra metodas, naudojamas elektroanalitinėje chemijoje įkrautų dalelių elektrocheminiam potencialui matuoti. Elektrodų sistema naudojama šiam potencialui matuoti ir jonams aptikti, kai taip pat yra kitų medžiagų. Du elektrodai dedami į analitės tirpalą ir prijungiami prie potenciometro. Matavimai visada atliekami, kai nėra arba labai maža srovė, todėl išmatuotos medžiagos sudėtis nesikeičia, todėl galima atlikti kiekybinę analizę.
Elektrocheminėje kameroje, sujungtoje potenciometru, naudojamas etaloninis elektrodas, kurio potencialas nepriklauso nuo bet kokių temperatūros ar analitės kintamųjų. Potenciometrijoje naudojami elektrodai paprastai yra vandenilis, prisotintas kalomelis arba sidabro chloridas. Indikatoriaus elektrodas yra veikiamas analitės tirpalo, o jo potencialas skiriasi priklausomai nuo tirpale esančių jonų. Kiekvienas elektrodas dedamas į atskirą tirpalą ir prijungiamas prie vieno potenciometro prietaiso, o kiekvienam mėginiui veikiamas druskos tiltelis, užbaigiant elektros grandinę.
Matavimų su elektrocheminiais elementais tikslas – apskaičiuoti jonų koncentracijas naudojant elektrodo potencialą, universaliąją dujų konstantą, Faradėjaus konstantą, jonų krūvį ir temperatūrą Kelvinais. Kintamieji ir konstantos naudojami medžiagos potencialui nustatyti naudojant Nernsto lygtį, pirmą kartą sukurtą XX a. pabaigoje. 1800-ųjų pradžioje buvo nustatyta, kad potencialas gali būti skirtingas kiekvienoje stiklo membranos pusėje, jei hidronio jonų koncentracija įvairiose pusėse skiriasi.
Potenciometrijoje naudojami instrumentai taip pat apima pH matuoklius. pH apibrėžia, ar medžiaga yra rūgštinė, bazė ar neutrali, o tai gali labai paveikti potenciometrinius matavimus. Elektrocheminėje ląstelėje etaloninis elektrodas, vadinamas anodu, turi potencialą, nepriklausomą nuo bet kokių temperatūros ar analitės kintamųjų. Indikatoriaus elektrodas, dažnai vadinamas katodu, yra veikiamas analitės tirpalo, o jo potencialas skiriasi priklausomai nuo tirpale esančių jonų.
Indikatoriaus elektrodai gali būti metaliniai arba membraninių versijų, kurie taip pat vadinami jonų selektyviais elektrodais. Potenciometras naudojamas mažos varžos grandinių matavimams atlikti. Naudoti su didelio atsparumo stiklo elektrodais pH matuokliai tinka mažos ir didelės varžos grandinių elektrocheminiams matavimams atlikti. Kad pH elektrodas veiktų, jis turi būti mirkomas vandenyje ir turi svarbų tikslą potenciometrijoje. Esant tinkamoms sąlygoms, bet kurios medžiagos elektrochemines savybes galima nustatyti elektrocheminiu elementu.