Der elektrolytische Prozess wird typischerweise verwendet, um Substanzen wie Metalle zu veredeln oder Materialien aus einer Lösung zu extrahieren. Es gibt drei Hauptkomponenten, die für jeden elektrolytischen Prozess benötigt werden: Elektrizität, eine Substanz, die freie Ionen enthält, und zwei Gegenstände, die als Elektroden dienen. Das Vorhandensein eines elektrischen Stroms, der durch den Elektrolyten fließt, kann eine chemische Reaktion verursachen, die sonst nicht spontan ablaufen würde. Bei der Raffination von Metallen werden Atome einer unreinen Substanz durch den Stromfluss auf eine reine Kathode übertragen. Der elektrolytische Prozess kann auch zur Extraktion von Stoffen verwendet werden, beispielsweise zur Raffination von Wasserstoff aus Wasser.
Um Metall durch Elektrolyse zu veredeln, bestehen typischerweise beide Elektroden aus diesem Material. Für die Anode kann ein unreines Erz oder eine Legierung verwendet werden, und die Kathode wird aus der reinen Form hergestellt. Der Elektrolyt enthält auch das gleiche Metall in Form von freien Ionen, die in Lösung gehalten werden. Wenn an die Elektroden ein elektrischer Strom angelegt wird, kann dieser durch den Elektrolyten zwischen ihnen fließen. Dies führt dazu, dass sich Ionen aus der Lösung an die entsprechende Elektrode anlagern, je nachdem, ob sie positiv oder negativ geladen sind, was dazu führt, dass sich reine Metallatome an der Kathode ansammeln.
Der elektrolytische Prozess kann auch zum Plattieren eines Metalls mit einem anderen oder zum dekorativen Ätzen verwendet werden. Diese Verwendungen des Prozesses sind dem Raffinationsverfahren sehr ähnlich, obwohl das Beschichten eines Metalls mit einem anderen als Galvanisieren bezeichnet wird. Die Verwendung des elektrolytischen Verfahrens zum Ätzen verwendet typischerweise Acryle und andere Substanzen, um das Metall zu beschichten, und wird manchmal als Elektroätzen bezeichnet.
Auch Gase wie Wasserstoff lassen sich elektrolytisch veredeln. Wasser besteht chemisch aus Wasserstoff und Sauerstoff und kann mit elektrischem Strom in diese Bestandteile gespalten werden. Anode und Kathode bestehen jeweils aus derselben Substanz, typischerweise Edelstahl oder einem anderen inerten Metall.
Wenn Strom an Elektroden angelegt wird, die in Wasser eingetaucht sind, neigt er dazu, in Sauerstoff in der Nähe der Anode und in Wasserstoff an der Kathode zu zerfallen. Durch Platzieren von Sammelgefäßen an der entsprechenden Elektrode kann reiner Sauerstoff oder Wasserstoff gesammelt werden. Da reines Wasser zu einer begrenzten Selbstionisierung neigt, kann die Anwesenheit freier Ionen gering sein und der Prozess neigt dazu, langsam voranzuschreiten. Aus diesem Grund wird Wasserstoff mit dem elektrolytischen Prozess im industriellen Maßstab nicht oft gesammelt.