Elektrodi, jota käytetään referenssinä elektrodin potentiaalin mittaamiseen. Tarkkaan ottaen standardi vetyelektrodi on ihanteellinen elektrodi, jota ei todellisuudessa toteuteta. Siksi varsinaisessa elektrodipotentiaalin mittauksessa vertailuelektrodina käytetään aina elektrodia, jonka elektrodipotentiaali on tarkasti tiedossa ja erittäin vakaa. Mittaamalla tällaisesta elektrodista ja mitatusta elektrodista koostuvan akun sähkömotorinen voima voidaan laskea mitatun elektrodin elektrodipotentiaali.
Referenssielektrodin elektrodireaktion tulee olla yksittäinen palautuva reaktio, jolla on korkea vaihtovirran tiheys, helppo valmistus, hyvä toistettavuus ja vakaa elektrodipotentiaali. Yleensä referenssielektrodina käytetään tulenkestävää suolaelektrodia. Vertailuelektrodi ei saa olla helposti polarisoituva; Jos virta on liian suuri tuottamaan polarisaatiota, elektrodipotentiaalin pitäisi pystyä palauttamaan alkuperäinen arvo pian virran katkaisun jälkeen; Elektrodin potentiaalihystereesin muutoksen tulee olla pieni lämpötilan muuttuessa.