阴极保护系统分为外加电流阴极保护系统和牺牲阳极系统。由于城镇燃气管道主主要分布在城镇市域范围内，该范围内地下管线及构筑物非常拥挤，为了降低对相邻管线及建筑物的不利影响，在城镇市域范围内钢制管道阴极保护多采用牺牲阳极系统。《燃气工程技术手册》和《管线腐蚀控制》对金属的腐蚀原理都有明确的描述。“金属转化成低能量氧化物的过程称为腐蚀”。金属失去电子被氧化而导致金属损失就是腐蚀，“如在金属和电解质溶液的界面堆积大量的负电荷，腐蚀过程就会停止”，采用牺牲阳极阴极保护技术就是利用了这个原理。常见的几种金属在电解液中的标准电极电位由小到大的顺序(亦即金属在电解液中失去电子的能力由大到小的顺序)依次是：镁、铝、锌、铁、铜，因此原理上采用镁、铝、锌任一种材料通过电化学反应对钢铁材料的腐蚀都能起到保护作用，事实上也确实如此。“但到目前为止，还没有证据表明铝适合埋设在土壤中使用”，因此，埋地钢质管道牺牲阳极保护用的阳极材料主要是镁和锌。

　　由于金属镁比较活泼，表面不易极化，腐蚀产物容易脱落，电极电位比较负等优异特性，所以镁成了理想的阳极材料。但纯镁的电流效率不高，且造价昂贵，所以镁合金成为了阳极材料的首选。

　　为了让阳极在土壤中能可靠的工作，并能够有效防止土壤对阳极的钝化作用，牺牲阳极地床专门采用具有特定组分的化学填包料。这种阳极地床能够起到溶解阳极腐蚀产物、维持阳极周围持久湿润、将阳极材料与当地土壤隔离的作用，为阳极材料提供一个电阻率在1赘.m左右稳定良好的工作环境，同时增加阳极输出电流。镁合金牺牲阳极在土壤电阻率跃20赘.m时，其填包料应按石膏粉75%、膨润土20%、工业硫酸钠5%的质量分数进行配比。填包料应用棉布袋或麻袋进行预包装，厚度逸50mm，并保证阳极四周厚度一致、组分均匀、密实。管道牺牲阳极阴极保护方法除了防腐以外，亦有排除管道杂散电流、管道防雷及防静电接地等多种功能，加之这种方法简单易行，对临近设施不造成干扰等独特优点，因而该技术必将在我国经济建设的更大领域得到推广和发展，也必将在产品系列化、标准化方向得到发展。