这是一个电化学原电池，负电位较大的牺牲阳极被阳极极化，受到加速腐蚀。阳极溶解反应产生的金属离子进入介质环境，释放的电子通过电缆传输到被保护的金属表面。对于电位相对正的金属，同时发生阴极极化，使金属电位向负方向移动到一定的保护电位，抑制被保护金属表面的阳极过程，防止金属被腐蚀。同时，被保护金属表面的阴极过程被加速。加速的阴极还原反应消耗牺牲阳极溶解传输的电子，实现了阳极过程和阴极过程的电荷平衡，使阴极保护过程继续进行。
铝基牺牲阳极的开路电位略负于锌基阳极，其理论电容远高于锌基和镁基阳极，具有独特的性能。但它是一种容易钝化的金属材料，容易在其表面产生致密连续、附着力好的氧化膜，甚至产生高阻硬壳，阻碍金属的活化和溶解。目前，铝基阳极被广泛用于保护船舶、平台、码头等海洋结构物。在海水中。在海泥(海底管道)和盐水系统中也有成功应用，但还不能应用于土壤环境。镁是典型的轻金属，原子序数12，相对原子质量24.31，密度1.74g/cm，化合价2，熔点651℃。镁的标准电极电位为-2.37(SHE)。
锌的标准电极电位为-0.76V(SHE)，高纯锌在海水中的稳定电位为-0.82V(SHE)。这是一种比较活泼的金属，与钢和常用的金属结构材料相比，带负电荷。锌阳极不适用于高阻土壤或淡水，但通常用于海水、某些化学介质和低阻土壤或滩涂。而锌及锌合金阳极理论发电量较小，但其电流效率as 牺牲阳极很高，在海水中达到95%，在土壤中达到65%以上。铝也是典型的轻金属，原子序数13，相对原子质量26.98，密度2.7g/cm，熔点660℃。铝的标准电极电位为-1.66V(SHE)，在海水中的稳定电位约为-0.53 (She)。铝的理论容量为2970A h/kg，是锌的3.6倍，镁的1.35倍。
