Katoda adalah elektroda di mana arus listrik keluar dari perangkat listrik terpolarisasi. Kebalikannya adalah anoda, di mana arus listrik memasuki perangkat listrik. Ion bermuatan positif, yang disebut kation, bergerak menuju katoda, sedangkan ion bermuatan negatif, yang disebut anion, bergerak menuju anoda. Pada perangkat yang menyediakan daya, seperti baterai yang kosong, katoda bermuatan positif, tetapi pada perangkat yang mengonsumsi daya, termasuk baterai yang diisi ulang, katoda bermuatan negatif.
Dalam kimia, katoda adalah elektroda sel elektrokimia di mana reduksi, atau perolehan elektron, terjadi. Jika sel elektrokimia adalah elektrolitik, artinya disuplai dengan energi listrik untuk memecah senyawa kimia, katodanya negatif. Pada jenis sel elektrokimia yang berlawanan, sel galvani, reaksi kimia menyebabkan pelepasan energi listrik, dan itu menjadi positif.
Polaritas negatif harus diterapkan pada katoda sel elektrolitik untuk mendorong reaksi kimia yang diinginkan. Dalam sel galvanik, di sisi lain, kutub positif harus dihubungkan untuk menyelesaikan rangkaian. Elektron yang dipancarkan oleh anoda kembali ke sel melalui katoda ketika rangkaian selesai.
Dalam fisika dan elektronik, katoda adalah elektroda yang bertanggung jawab untuk memancarkan elektron ke perangkat, menyebabkannya berjalan. Elektron yang dipancarkan secara bebas dapat diturunkan dalam beberapa cara, baik melalui panas atau energi cahaya, atau melalui medan elektromagnetik eksternal yang kuat. Metode terakhir dari emisi elektron mengemudi dikenal sebagai emisi elektron lapangan, dan katoda yang terlibat disebut katoda dingin.
Meskipun mereka dapat beroperasi pada suhu tinggi, katoda dingin dibedakan dari jenis “panas”, karena mereka tidak dipanaskan secara langsung untuk mendorong emisi elektron. Katoda panas, juga dikenal sebagai filamen, jauh lebih umum dalam elektronik modern. Katoda yang memperoleh energinya dari cahaya ditenagai oleh emisi fotolistrik, dan digunakan dalam aplikasi fotovoltaik, atau energi surya. Berbagai jenis logam memiliki elektroda yang cocok untuk berbagai metode penyediaan tenaga listrik.