通常采用高純紫銅棒或銅線圈，純度一般≥99.7%，表面打磨光滑，以保證良好的電化學性能，作為電化學反應的活性物質。
溶液與晶體：容器內裝滿飽和硫酸銅溶液，內部還填充有硫酸銅晶體，通過滲透膜維持溶液濃度平衡。在電極反應中，銅離子（Cu2?）在銅棒表面得到或失去電子，形成穩定的電極電位。
外殼：多采用陶瓷罐體，也有使用 PVC、PPR、ABS 等材質的，具有良好的耐腐蝕性、密封性和一定的抗壓性，能有效保護電極內部的硫酸銅溶液不受外界環境的影響。
填包料：在陶瓷罐周圍填充有填包料，如硫酸鈉、石膏、膨潤土等，或專用參比電極回填料，如石膏粉與膨潤土按 1:1 混合，降低土壤與電極間的接觸電阻，同時保持電解液的持續滲透。
導線：采用屏蔽雙絞線，截面積≥2.5mm2，外層包裹聚乙烯絕緣層，用于將電極與測量回路連接，傳輸電位信號。
工作原理基于電化學中的能斯特方程，電極電位與溶液中相關離子的活（濃度）有關。當埋地長效硫酸銅參比電極插入土壤中時，其內部飽和硫酸銅溶液中的銅離子（Cu2?）與土壤中的離子通過多孔陶瓷發生交換。
銅棒與飽和硫酸銅溶液之間發生氧化還原反應，銅離子（Cu2?）在銅棒表面得到電子被還原為銅，或銅失去電子被氧化為銅離子，最終達到動態平衡，形成穩定的電極電位。在 25℃時，飽和硫酸銅參比電極的標準電極電位約為 + 0.316V（相對于標準氫電極，SHE）。
性能特點
電位穩定：采用特殊材料和結構設計，確保了硫酸銅的滲透以及離子交換的穩定進行，從而保證了電位的穩定性。其電位穩定性通常控制在 ±20mV 以內，即使在極化電流小于 5uA 的情況下，電位波動也小于 ±30mV。