Denomina-se eletrólise qualquer processo químico não espontâneo (que não acontece naturalmente) induzido por uma corrente elétrica. A eletrólise é um processo eletroquímico inverso ao que ocorre nas pilhas e baterias, em que uma reação química é usada para gerar corrente elétrica. O que caracteriza a eletrólise é a descarga de íons, ou seja, a perda de carga por parte de cátions e ânions.

Em uma solução aquosa de qualquer eletrólito acontece dissociação iônica ou ionização (no caso de ácidos e bases). Se for aplicada uma diferença de potencial sobre a solução os íons passam a ser atraídos pelos eletrodos do gerador. O polo positivo do gerador atrai ânions e o polo negativo atrai cátions.

No polo positivo, os ânions cedem elétrons para o eletrodo:
Trata-se de um processo de oxidação; portanto, o polo positivo é chamado de ânodo.

No polo negativo, os cátions recebem elétrons do eletrodo:
Trata-se de um processo de redução; portanto, o polo negativo é chamado de cátodo.
Sabe-se que a água, por si só, não é uma substância eletrolítica (incapaz de conduzir corrente elétrica). Para proceder-se a eletrólise da água é necessário usar uma solução aquosa de algum eletrólito. Deve-se tomar o cuidado entretanto, de escolher um eletrólito cujos íons não descarreguem antes da água.