Der Begriff bezeichnet eine Reihe physikalischchemischer Vorgänge, die ablaufen, wenn man in einem Stromkreis eine elektrische Spannung an die Elektroden anlegt. Dabei fließen die positiv geladenen Ionen zur Kathode, die negativ geladenen Ionen zur Anode und geben dort ihre Ladungen ab. Die Elektrolyse findet vor allem bei der Herstellung sehr reiner Metalle und bei der Gewinnung von Fluor oder Chlor Anwendung. Wasser lässt sich durch die Elektrolyse in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegen. Im Prinzip ist die Brennstoffzellenreaktion die Umkehrung der Elektrolyse: Die im Wasserstoff bzw. in wasserstoffhaltigen Brennstoffen chemisch gebundene Energie wird mit Sauerstoff durch kalte Verbrennung in elektrische Energie umgewandelt.