Mae dadansoddwyr ansawdd dŵr yn bennaf yn defnyddio mesuriadau electrod dethol ïon i'w canfod yn gywir. Mae'r offeryn yn cynnwys electrodau ar gyfer pH, fflworid, sodiwm, potasiwm, calsiwm, magnesiwm, ac electrod cyfeirio. Mae gan bob electrod bilen ddewisol ïon sy'n adweithio â'r ïonau cyfatebol yn y sampl. Mae'r bilen yn gweithredu fel cyfnewidydd ïon; mae'r adwaith â gwefrau ïonig yn newid potensial y bilen, gan ganiatáu canfod y potensial rhwng yr hydoddiant, y sampl a'r bilen. Mae'r gwahaniaeth potensial rhwng dwy ochr canfyddedig y bilen yn cynhyrchu cerrynt. Mae'r sampl, electrod cyfeirio, a datrysiad electrod cyfeirio yn ffurfio un "dolen," tra bod y bilen, datrysiad electrod mewnol, ac electrod mewnol yn ffurfio'r llall.
Mae'r gwahaniaeth crynodiad ïon rhwng yr hydoddiant electrod mewnol a'r sampl yn cynhyrchu foltedd electrocemegol ar draws pilen yr electrod gweithio. Mae'r foltedd hwn yn cael ei drosglwyddo i'r mwyhadur trwy'r electrod mewnol dargludol iawn, ac yn yr un modd, mae'r electrod cyfeirio hefyd wedi'i gysylltu â'r mwyhadur. Ceir cromlin graddnodi trwy fesur hydoddiant safonol gyda chrynodiad ïon manwl gywir y gwyddys amdano, a thrwy hynny bennu'r crynodiad ïon yn y sampl.
Pan fydd yr ïonau analyte yn yr hydoddiant yn dod i gysylltiad â'r electrod, mae mudo ïon yn digwydd o fewn dyfrhaen matrics electrod dethol ïon. Mae'r newid yng ngofal ïonau mudol yn creu potensial, sydd yn ei dro yn achosi newid yn y potensial rhwng arwynebau'r bilen, gan gynhyrchu gwahaniaeth potensial rhwng yr electrod mesur a'r electrod cyfeirio.
