Coulometrie ist eine Form der quantitativen Analyse, die verwendet wird, um die Konzentration einer Substanz in Lösung – allgemein als Analyt bezeichnet – zu bestimmen, indem die Menge an Elektrizität gemessen wird, die erforderlich ist, um den Oxidationszustand der Substanz zu ändern. Der Oxidationszustand des Analyten kann durch Elektronenzugabe verringert oder durch Elektronenentzug erhöht werden. Die Übertragung von Elektronen zu oder von einem Stoff kann chemisch in Reduktions-Oxidations-Reaktionen erfolgen, kann aber auch durch Elektrizität, also einen Elektronenfluss, mittels Elektrolyse erfolgen. Durch Messung der Menge an elektrischer Ladung, die während der vollständigen Oxidation oder Reduktion des Analyten durch Elektrolyse übertragen wird, ist es möglich, die vorhandene Menge zu berechnen. Dies steht im Einklang mit dem ersten Faradayschen Elektrolysegesetz, das besagt, dass die bei der Elektrolyse umgewandelte Stoffmenge in direktem Verhältnis zur übertragenen Strommenge steht.
In der Chemie ist die Maßeinheit für die Menge einer Substanz normalerweise das Mol, das als die Anzahl der Atome in 0.42 Unzen (12 Gramm) Kohlenstoff-12 definiert ist. Elektronen können auch in Mol gemessen werden. Es ist daher möglich zu berechnen, wie viele Mol Elektronen benötigt werden, um beispielsweise eine gegebene Menge Kupfer in Lösung von seinem Oxidationszustand +2 in neutrales Kupfermetall umzuwandeln. Für jedes Mol Kupfer werden zwei Mol Elektronen benötigt: Cu2+ + 2e- -> Cu. Somit kann in einer Lösung, die eine unbekannte Menge an Cu²&spplus;-Ionen enthält, die vorhandene Menge, gemessen in Mol, durch Messen der Menge an Elektronen in Mol bestimmt werden, die bei der Durchführung dieser Umwandlung bis zur Vervollständigung verwendet werden.
Die elektrische Ladung wird in Coulomb gemessen, wobei ein Coulomb die Ladungsmenge ist, die von einem Strom von einem Ampere in einer Sekunde übertragen wird. Ein Mol Elektronen entspricht etwas mehr als 96,485 Coulomb. Durch Messen der Zeit, die ein bekannter Strom benötigt, um eine Reaktion wie die obige abzuschließen, kann die Anzahl der verwendeten Elektronenmole berechnet und daraus die Molzahl des Analyten bestimmt werden. Diese Art der Coulometrie wird als Controlled Current Coulometrie oder coulometrische Titration bezeichnet. Das Verfahren erfordert ein Mittel zur Bestimmung, wann der Endpunkt der Reaktion erreicht wurde, wie beispielsweise einen chemischen Indikator.
Eine andere Art der coulometrischen Analyse ist die kontrollierte Potentialcoulometrie. Dabei wird ein konstantes elektrisches Potential aufrechterhalten und der Strom gemessen. Mit fortschreitender Reaktion nimmt der Strom ab und geht gegen Null, wenn die Reaktion abgeschlossen ist. Die Molzahl des Analyten kann aus der Zeit berechnet werden, die benötigt wird, bis der Strom auf Null abfällt.