双恒电位仪整体说是一个负反馈放大的输出系统，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。
双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，这时双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，双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，因此称为双恒电位仪。
双恒电位仪中的整流器电压表的作用是对管道的给定电位进行调整。实际测量的管地电位跟参比电位进行对比可以发现有一个电位差，这个电位差可以通过磁饱和的电抗器对整流器的变压器输出经行电抗压器输出。管地电位跟参比电位相比会发现有一个电压差，这个电压差可以控制整流器变压器的输出，是通过磁饱和电压器来进行控制的。如果管地电位发生参比电极向正向偏移，就会发生保护电流的增加，如果出现想负向偏移就会出现阴极保护电流的减少。几个并联进行的装置发生相应的时候，时间是可以调节的，可以防止发生感应的震荡。
