食管24小时pH监测的原理是将对腔内氢离子敏感的pH电极置入食管内，使离子的变化转为电流的变化，并将信息储存于电脑内，由计算机进行分析。因此，pH监测系统由pH传感器、记录仪和数据处理系统组成。

临床上常用的pH电极有玻璃电极、金属电极（锑及其合金）以及氢离子敏感场效应管电极（H ⁺-ISFET）等。玻璃电极直径较大（可达4.5mm），其寿命较长，能反复使用40～50人次，线性范围宽（pH为1～12），对pH的变化反应迅速，但头端较硬，不易被患者接受，且易损坏。锑电极直径小，柔软，患者耐受性好，但使用寿命短，反复使用一般不超过10次，线性范围窄（pH为3～8），对pH的变化反应较慢。目前临床应用较多的是锑电极。此外，还有学者以H ⁺-ISFET作为传感器，用氢离子敏感膜代替莫氏SFET的金属栅，栅极电压由参比电极通过被测溶液输入，当敏感膜与溶液接触时，由于H ⁺离子的存在，在界面上感应出Nernst电位，由此电位控制H ⁺-ISFET的沟道导电性，使其漏电流发生变化，而实现对H ⁺活动度的检测。用H ⁺-ISFET做成的食管pH传感器具有小型、牢固、快速、灵敏、输出阻抗低的特点。

pH传感器按形状分为导管式和胶囊式两类。导管式pH传感器又分为两种：一种是指示电极与参比电极分开的电离电极，称为外参比电极，检查时将指示电极置于食管内，参比电极置于胸前；另一种是指示电极与参比电极封装在一起的复合（联合）电极，也称内参比电极，使用时指示电极和参比电极同时插入食管内。使用外参比电极时注意清洁皮肤，电极与皮肤贴紧，以免皮肤和汗液对监测参数的影响。但由于存在皮肤-内脏电位差，外参比电极较复合电极精确度稍差，但使用寿命较复合电极长。目前临床上应用较多的是外参比电极。

近年来Bravo胶囊的问世确立了pH无线监测的临床地位，Bravo胶囊内含锑电极、参比电极、电池和无线发射器，大小约6mm×5.5mm×25mm，一般经内镜送至食管远端，该胶囊提高了患者的耐受性并延长了监测时间。

根据临床和科研需要可选择电极的通道数：单通道、双通道和多通道电极，其中单通道电极（即传统食管24小时pH监测电极）检查时将电极置于食管远端（LES上5cm处），监测远端食管酸反流情况；双通道电极含有上下两个电极（通常两个电极相距15cm，即远端电极位于LES上5cm，近端电极位于UES下2～3cm），可同时监测远端和近端食管酸反流情况。

目前临床常采用的是便携式（佩带式）记录仪，即患者可随身携带的盒式记录仪，这种记录仪采用微机储存数据，电源采用干电池，患者携带后可自由活动，因而可取得接近“生理状态”的数据。

记录完毕后将采集的信息传送至计算机内，通过一定的程序进行数据分析、处理，形成监测报告。