Eine Konzentrationszelle ist in zwei verschiedene Abschnitte unterteilt, die durch eine Komponente verbunden sind, um Elektronenpartikel passieren zu lassen, wie beispielsweise eine Salzbrücke. Diese beiden Halbzellen enthalten Elektroden und die Lösungen in jeder unterscheiden sich in ihrer Konzentration. Wenn die Konzentrationszelle aktiviert wird, wird die konzentrierte Lösung typischerweise stärker verdünnt, während die dispergierte Moleküle hinzufügt, bis beide gleich sind. Wenn sich das Gleichgewicht nähert, wird normalerweise eine Spannung erzeugt. Die Stärke dieser Reaktion kann gemessen werden, indem das Potenzial der Zelle mit einer mathematischen Formel namens Nernst-Gleichung berechnet wird.
Um das Potential einer Konzentrationszelle zu berechnen, wird normalerweise ein Voltmeter benötigt. Der vom Gerät gelieferte Wert, der positiv oder negativ sein kann, kann dann in die Gleichung eingesetzt und mit dem Konzentrationsniveau zur Bestimmung des Potenzials verwendet werden. In einer Konzentrationszelle fließen Elektronen von einer Substanz zur anderen. Der Abschnitt, der Partikel verliert, wird als Oxidationsseite bezeichnet, während die Reduktionsseite sie gewinnt.
Bei solchen Zellen werden häufig Metallteile verwendet, die an verschiedenen Stellen unterschiedlichen Materialkonzentrationen ausgesetzt sein können. Einige Bereiche des Metalls können ein höheres elektrisches Potenzial aufweisen als andere, was zu Korrosion führen kann. Während eine Konzentrationszelle gereinigt werden kann, um dies zu verhindern, ist dies oft schwierig, wenn das System beispielsweise in Erde platziert wird.
Durch Metallionen kann Korrosion auftreten. Wenn die Zelle Wasser enthält oder diesem ausgesetzt ist, nicht versiegelt ist oder keine Schutzbeschichtung vorhanden ist, können die Bereiche in der Nähe eines hohen Metallionengehalts korrodieren. Ungleichmäßige Sauerstoffkonzentrationen, die an Metalloberflächen unter Wasser auftreten können, können bei niedrigen Gasgehalten zu Korrosion führen. An Stellen zwischen angrenzenden Teilen und Holz, Gummi oder Kunststoff in der Nähe einer Metalloberfläche kommt es typischerweise zu einer Verschlechterung. Eine Aktiv-Passiv-Konzentrationszelle entsteht, wenn Sauerstoff vorhanden ist und ein Passivfilm unter einer Salzschicht durchstoßen wird, was zu Lochfraß im Metall führt.
Konzentrationszellen werden oft als Messgeräte zur Messung von Säure und Basizität von Böden verwendet. Diese haben normalerweise ein Ende, das dem Boden ausgesetzt ist, und ein anderes Ende, das in einer Lösung von Kaliumchlorid enthalten ist. Anschließend kann ein Vergleich der beiden Messungen vorgenommen werden. Im Allgemeinen ist die Probe umso saurer, je höher die erzeugte Spannung ist. Eine Konzentrationszelle kann auch verwendet werden, um Chemikalien zu analysieren sowie verschiedene Materialien auf Korrosionsanfälligkeit zu testen.