镁合金牺牲阳极的工作基于电化学腐蚀原理。在电解质溶液（如淡水、海水、土壤中的电解质等）存在的环境中，不同金属的电极电位不同。当两种不同电极电位的金属相互连接并浸入电解质溶液时，就会形成一个原电池。

原电池由阳极、阴极和电解质组成。在这个体系中，阳极会发生氧化反应，失去电子；阴极会发生还原反应，得到电子。对于镁合金牺牲阳极而言，镁合金充当阳极，被保护的金属结构充当阴极。

镁合金阳极的氧化反应

镁合金具有较负的电极电位，标准电极电位约为 - 2.37V。在电解质溶液中，镁合金（主要成分是镁）会优先失去电子发生氧化反应。这个反应使得镁原子变成镁离子进入电解质溶液，镁合金自身开始被消耗，也就是所谓的 “牺牲” 过程。

阴极反应与金属保护

被保护的金属作为阴极，在阴极表面主要发生的是电解质溶液中某些物质得电子的还原反应。由于镁合金阳极不断失去电子，使得被保护金属（阴极）一直处于电子过剩的状态，从而抑制了被保护金属自身的氧化反应（如金属的生锈、腐蚀等），达到保护金属的目的。

驱动电压的作用

镁合金的电极电位很负，这就提供了一个较大的驱动电压。在电阻率较高的介质（如淡水、部分土壤等）中，这个驱动电压能够保证足够的电流在镁合金阳极和被保护金属（阴极）之间流动。

电流的流动使得阳极（镁合金）的氧化反应持续进行，同时维持阴极（被保护金属）的还原反应，确保金属结构得到持续的保护。例如，在淡水储水罐的保护中，镁合金牺牲阳极的高驱动电压能够在淡水这种相对高电阻率的介质中输出足够的电流，防止储水罐金属壁的腐蚀。