Die Ussingkammer wurde in den 1940er Jahren vom dänischen Physiologen Hans Ussing (1911-2000) erfunden. Mit ihr ist es möglich, auf relativ einfachem Wege den aktiven Ionentransport und den Widerstand von Epithelien in Bezug auf Konzentration und Ionenspezies zu bestimmen.

Die Ussing-Kammer besteht prinzipiell aus zwei Halbzellen, zwischen denen ein Epithel (a) nach Präparation dicht eingespannt wird. Die Halbzellen werden mit einer Ringerlösung (b), die auf das untersuchte Epithel abgestimmt ist, gefüllt, um eine physiologische Umgebung für das Gewebe zu schaffen. Zuleitungen von oben ermöglichen beispielsweise eine Änderung der Ionenkonzentration in der entsprechenden Halbzelle.

Das Epithel kann als elektrische Schaltung aufgefasst werden. Zum einen weist ein Epithel Eigenschaften eines Stromgenerators auf: durch Ionenpumpen werden elektrische Ladungsträger aktiv von einer Epithelseite auf die andere transportiert (= Stromfluss; Gleichstromquelle c). Zweitens ist das Epithel nicht absolut dicht für die transportierten Ionen, es existieren Lecks, die den Stromfluss über das Epithel vermindern (= Widerstandseigenschaft des Epithels; Widerstand a). Drittens stellt das Epithel einen dünnen Isolator mit angrenzendem leitfähigen Material dar (= Kondensatoreigenschaft; Kondensator b).

Das Problem im Grundaufbau der Kammer besteht darin, dass zusätzlich zum epithelialen Widerstand verschiedene weitere Widerstände die Messung beeinträchtigen: Übergangswiderstände an den Elektroden, Widerstände der Ringerlösung und der Agar-Ringer-Brücken. Zwar können diese Widerstände durch Leerlaufmessung ohne Gewebe ermittelt und kompensiert werden, man erhält jedoch große relative Messfehler, da der epitheliale Widerstand im Vergleich zu den gemessenen Gesamtwiderständen (mit und ohne Gewebe) sehr klein ist. Außerdem ist eine exakte Wiederherstellung identischer Kammerbedingungen nach Einsetzen des Gewebes und Wiederbefüllen der Kammer kaum möglich.

Genauere Messergebnisse können z.B. durch Verwendung von sinusförmigem Wechselstrom verschiedener Frequenzen oder durch kurze Gleichstromimpulse erzielt werden. Mittels Gleichstromimpuls wird der Epithelkondensator zunächst aufgeladen. Am Ende des Stromimpulses ist der Strom über alle extraepithelialen Widerstände gleich null, das Voltmeter misst daher nur die Spannung an dem Epithelwiderstand, über den sich der Kondensator entlädt. Aus dieser Spannung und der Stromstärke des Stromimpulses kann der exakte Epithelwiderstand errechnet werden, ohne eine Leerlaufmessung durchführen zu müssen. Über die Entladungskurve des Kondensators kann ferner die Kapazität des Epithels berechnet werden.

Aus der Spannung, die ohne extern generierten Stromfluss über dem Epithel abgegriffen wird, und dem genauen Wert des Epithelwiderstands kann ein exakter Wert für den Stromfluss, der bedingt durch Ionenpumpen über das Epithel stattfindet, berechnet werden.