Vannkvalitetsanalysator bruker hovedsakelig ioneselektiv elektrodemålingsmetode for å oppnå nøyaktig deteksjon. Elektroder på instrumentet: PH, fluor, natrium, kalium, kalsium, magnesium og referanseelektrode. Hver elektrode har en ioneselektiv membran, som vil reagere med de tilsvarende ionene i prøven som skal testes. Membranen er en ionebytter, som reagerer med ioneladningen og endrer membranpotensialet, slik at potensialet mellom væske, prøve og membran kan detekteres. De to potensialforskjellene som oppdages på begge sider av membranen vil generere strøm. Prøven, referanseelektroden og referanseelektrodevæsken utgjør den ene siden av "løkken", og membranen, indre elektrodevæske og indre elektrode er den andre siden.
Ionekonsentrasjonsforskjellen mellom den indre elektrodevæsken og prøven vil generere en elektrokjemisk spenning på begge sider av membranen til arbeidselektroden. Spenningen ledes til forsterkeren gjennom den sterkt ledende interne elektroden, og referanseelektroden ledes også til plasseringen av forsterkeren. Kalibreringskurven oppnås ved å detektere en standardløsning med en nøyaktig kjent ionekonsentrasjon, for derved å detektere ionekonsentrasjonen i prøven.
Når ionene som skal måles i løsningen kommer i kontakt med elektroden, skjer det ionemigrasjon i akviferen til den ioneselektive elektrodematrisen. Ladningsendringen til de migrerende ionene skaper et elektrisk potensial, som endrer potensialet mellom membranoverflatene og genererer en potensialforskjell mellom måleelektroden og referanseelektroden.