Consta de una pieza de platino sumergida en una disolución de concentración unidad de iones hidronio; además, se burbujea hidrógeno gas a través de la superficie de platino en una corriente ininterrumpida, de modo que la presión de hidrógeno se mantiene constante a 1 atmósfera. Es decir, se trata de un electrodo de gas: (Pt) H₂ (1 atm) / H⁺ (1 M).

Según que actúe como polo negativo o positivo en una pila, la reacción que tiene lugar en el electrodo de hidrógeno es:

Este electrodo tiene como inconveniente su difícil manejo. Por esta razón, se usan otros electrodos, más cómodos y que tienen un potencial fijo frente al hidrógeno. El más usado es el electrodo de calomelanos, constituido por mercurio líquido y una disolución saturada de Hg₂Cl₂ y KCl 1 M, cuyo potencial a 25 ºC es 0,28 voltios frente al electrodo de hidrógeno.

Para determinar el potencial estándar de un electrodo o semipila determinado (es decir, cuando las concentraciones de las sustancias que intervienen en la reacción son la unidad), se forma una pila entre este electrodo y el de hidrógeno y se mide la diferencia de potencial entre los electrodos de la pila.

Activa en el simulador "Ver circulación de electrones", y recuerda que los electrones se mueven desde puntos de menor potencial eléctrico a puntos de mayor potencial. Por tanto, el electrodo negativo (de menor potencial) es en el que se produce la oxidación, ya que en él se generan los electrones que van al electrodo en el que se produce la reducción, que es el de mayor potencial.