I en elektrolytisk cell appliceras elektrisk energi för att orsaka en kemisk reaktion. Två metalliska komponenter som kallas elektroder är vanligtvis nedsänkta i en vätska, till exempel vatten. Varje cell har vanligtvis en elektrod som kallas en katod, som har en negativ elektrisk laddning, och en anod, som har en positiv laddning. Den kemiska reaktionen som sker i en elektrolyscell kallas elektrolys, vilket betyder att ett ämne bryts upp. Om vatten är lösningen kommer det att delas upp i väte och syrgas när partiklar strömmar från den positiva anoden till den negativa katoden.
Industriella såväl som kommersiella anläggningar använder ibland en elektrolytisk cell för att från syre och vätgas från vatten. Cellen kan också användas för att avsätta en metall på en annan under galvanisering. Uppladdningsbara batterier, som nickelmetallhydrid- eller blybatterier, beter sig ofta som elektrolytiska celler. Energireserver kan byggas upp i dessa typer av batterier genom processen att omvandla elektrisk energi till kemisk energi.
Batterier är typiskt voltaiska celler som använder kemisk energi och omvandlar den till elektricitet. En voltaisk cell kallas också en galvanisk cell och använder i allmänhet samma metall för varje elektrod. Elektrolytiska celler, å andra sidan, använder vanligtvis en metall för den positiva elektroden och en annan metall för den andra. Dessa måste också vara i samma lösning för att reaktionen ska kunna ske. Galvaniska celler kan bestå av två separata celler med en länk som kallas en saltbrygga, som flyttar laddade partiklar som kallas joner från en sida till en annan.
En elektrolyscell kan drivas av ett batteri, med ledningar anslutna till varje elektrod för att bilda en elektrisk krets. En cell kan också kopplas till en annan, men var och en behöver i allmänhet olika spänningar för att något väsentligt ska hända. Elektrolyscellen som har en högre spänning laddas vanligtvis ur i denna krets. En voltaisk cell skapas, medan cellen med den lägre spänningen kan få en laddning. Detta är typiskt för en elektrolytisk cell.
Vatten bryts ofta ner till gaser som består av dess molekylära komponenter med en elektrolytisk cell. En annan förening som används är natriumklorid, som kan brytas ner till såväl klorgas som natriumjoner; dessa kombineras vanligtvis med elektroner som frigörs från katoden. Natriummetall avsätts på katoden när jonerna och elektroderna förenas. Elektrolytiska celler används ofta för att raffinera metaller och är i allmänhet en del av rening av aluminium, bly, zink och koppar.