氢电极的结构是：把镀铂黑的铂（把电镀法在铂片的表面上镀一层呈黑色的铂微粒铂黑）插入含有氢离子的溶液中，并不断用氢气冲打到铂片上。在氢电极上所进行的反应为
在一定温度下，如果氢气在气相中的分压为p⊖(标准压强，即105Pa)，且氢离子的活度等于1(即为1mol溶质/1L溶剂。一般溶剂都用水，在浓度较低时，活度近似等于浓度，所以也可以说是标准浓度，其值为1mol/L)，即mH =1mol·kg-1，γH =1，am，H =1，则这样的氢电极就作为标准氢电极。
根据以上规定自然得出标准氢电极的电极电势等于零。
实际测量时需用电势已知的参比电极替代标准氢电极，如甘汞电极、氯化银电极等。它们的电极势是通过与氢电极组成无液体接界的电池，通过精确测量用外推去求得的。
