薄膜氧電極最早由L.C.Clark研制（1953），故亦稱Clark氧電極。 [2] 氧電極實際上是一個電化學電池，由鑲嵌在絕緣材料上的銀極和鉑極構成。銀極為陽極，一般制成圓環狀，作為參比電極，銀極的面積要盡可能大一些，以降低電極表面電流密度，減少陽極的極化現象，使其電極電位不受外加電壓的影響。鉑極為陰極，一般制成圓點狀，位于銀極的中央，電解反應即發生在鉑極上。
在電極的表面用15~20μm的聚乙烯或聚四氟乙烯薄膜覆蓋，在電極與薄膜之間充以氯化鉀溶液作為電解質。由于水中溶解氧能透過薄膜而電解質不能透過，因而排除了被測溶液中各種離子電解反應的干擾，成為測定溶解氧的專用性電極。