氯離子電極是一種基于離子選擇性電極（ISE）的電化學傳感器。ISE的工作原理是基于電勢差的測量，它由一個內部參比電極和一個包含選擇性膜的工作電極組成。選擇性膜通常是由聚合物或玻璃酸鹽等材料制成的，具有選擇性地響應氯離子的能力。當氯離子進入選擇性膜后，會與其中的載體分子結合形成配合物，從而引起電位變化。內部參比電極則提供了一個穩定的基準電位，使得可以測量出產生的電位差。在一定范圍內，氯離子電極的電位與溶液中氯離子活度的對數呈線性關系，通過與已知離子濃度的溶液比較，可以求得未知溶液中氯離子的活度。