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。
只要仪器的放大倍数计算设计得正确，取样信号特性与仪器输入输出特性有足够的线性一致，并且调整良好，恒电位仪在额定工作范围内可使被保护物通电点的电位与设定的控制电位一致，误差一般在5mV以下。正因其有使通电点电位保持近于恒定的性质，因此称为恒电位仪。
运行机理
阴极保护法是输气管道腐蚀防护的有效方法，恒电位仪是阴极保护系统的控制中心和电源。通过恒电位仪的正极电缆与辅助阳极相连接，通电后在地下形成一个半球面电场，负极接在被保护管道上，参比电极接线柱与参比电极相连接，参比电极埋设在管道附近，测量输气管道电位，监测保护效果。恒电位保护开启后，保护电流从恒电位仪正极流出，经过辅助阳极进入土壤，再流到管道上，又沿阴极导线回到电源负极，从而起到保护管道的作用。
