Potenciometrija ir metode, ko izmanto elektroanalītiskajā ķīmijā, lai izmērītu lādētu daļiņu elektroķīmisko potenciālu. Elektrodu sistēma tiek izmantota šī potenciāla mērīšanai un jonu noteikšanai, kamēr ir arī citas vielas. Divus elektrodus ievieto analizējamā šķīdumā un savieno ar potenciometru. Mērījumus vienmēr veic, ja strāva nav vai ir ļoti maza, tāpēc izmērītās vielas sastāvs nemainās, padarot iespējamu kvantitatīvo analīzi.
Elektroķīmiskajā šūnā, kas savienota ar potenciometru, tiek izmantots atsauces elektrods, kura potenciāls nav atkarīgs no temperatūras vai analizējamās vielas mainīgajiem lielumiem. Potenciometrijā atsaucei izmantotie elektrodi parasti ietver ūdeņradi, piesātinātu kalomelu vai sudraba hlorīdu. Indikatora elektrods ir pakļauts analīta šķīdumam, un tā potenciāls mainās atkarībā no šķīdumā esošajiem joniem. Katrs elektrods tiek ievietots atsevišķā šķīdumā un savienots ar vienu potenciometra instrumentu, savukārt sāls tilts tiek pakļauts katram paraugam, pabeidzot elektrisko ķēdi.
Mērījumu ar elektroķīmiskiem elementiem mērķis ir aprēķināt jonu koncentrāciju, izmantojot elektrodu potenciālu, universālo gāzes konstanti, Faradeja konstanti, jonu lādiņu un temperatūru Kelvinos. Mainīgos un konstantes izmanto, lai noteiktu vielas potenciālu, izmantojot Nernsta vienādojumu, kas pirmo reizi tika izveidots 1800. gadu beigās. Līdz 1900. gadu sākumam tika atklāts, ka potenciāls katrā stikla membrānas pusē var atšķirties, ja hidronija jonu koncentrācija dažādās pusēs mainītos.
Potenciometrijā izmantotie instrumenti ietver arī pH mērītājus. PH nosaka, vai viela ir skābe, bāze vai neitrāla, kas var būtiski ietekmēt potenciometrijas mērījumus. Elektroķīmiskajā šūnā atsauces elektrodam, ko sauc par anodu, ir potenciāls, kas nav atkarīgs no temperatūras vai analizējamās vielas mainīgajiem lielumiem. Indikatora elektrods, ko bieži dēvē par katodu, tiek pakļauts analizējamā šķīduma iedarbībai, un tā potenciāls mainās atkarībā no šķīdumā esošajiem joniem.
Indikatora elektrodi var būt metāliski vai membrānas varianti, kurus sauc arī par jonu selektīviem elektrodiem. Potenciometru izmanto, lai mērītu ķēdes ar zemu pretestību. Izmantošanai ar augstas pretestības stikla elektrodiem pH mērītāji ir piemēroti zemas un augstas pretestības ķēžu elektroķīmisko mērījumu veikšanai. Lai pH elektrods darbotos, tas ir jāiemērc ūdenī, un tam ir svarīgs potenciometrijas mērķis. Pareizos apstākļos jebkuras vielas elektroķīmiskās īpašības var noteikt ar elektroķīmisko elementu.