恒电位仪整体说是一个负反馈放大——输出系统，与被保护物（如埋地管道）构成闭环调节，通过参比电极测量通电点电位，作为取样信号与控制信号进行比较，实现控制并调节极化电流输出，使通电电位得以保持在设定的控制电位上。恒电位仪本身就是一台整流器下的一个分支，具有恒电位，恒电流功能。恒电位指的是，将参比电极反馈作为恒定标准，来控制整理器的输出。如果一旦恒电位出现问题，比如说干扰，参比电极损坏等，这时恒电位仪怎么工作呢？这时需要恒电流功能，恒定电流输出，也就是说，电流输出不变，电压变化。
三电极恒电位仪电路主要由运算放大器、三电极体系、样品溶液、反馈电阻四部分构成。其中三电极体系由工作电极、参比电极、辅助电极组成。工作电极的作用是在外加电位条件下，使待测溶液发生电化学反应，从而测定该电极上产生的电流；辅助电极和工作电极组成一个导通回路；而参比电极作为工作电极和辅助电极的基准电极。反馈电阻主要将工作电极产生的电流转换成电压，以符合后端采集输入的要求。
恒电位仪的核心是比较放大器，由深度负反馈的差动放大器构成，一般采用的集成运算放大器担任，其输入是控制和参比（取样）电路，输出到跟随放大、控制移相、振荡等电路生成触发脉冲，极化电源由晶闸管整流电路构成，通过改变导通角实现调节输出。
