A eletrólise é realizada em circuitos eletrolíticos que, geralmente, são formados por dois eletrodos onde ocorrem duas semi-reações: reação de oxidação (perda de elétrons) e reação de redução (ganho de elétrons). O eletrodo em que ocorre a oxidação é chamado de anodo; já o eletrodo no qual acontece a redução, catodo.
Além dos eletrodos, um circuito eletrolítico também é composto por um eletrólito, sendo o meio (em geral, uma solução) no qual os eletrodos são imersos, cuja função é a condução da corrente elétrica sob a forma de íons. A solução fica em um recipiente denominado célula eletrolítica e o gerador elétrico, que fornece a energia necessária para provocar a reação, fecha o circuito eletrolítico.
Para que o processo ocorra com sucesso, é necessário que a passagem da corrente elétrica seja de maneira contínua e com uma voltagem suficiente para desencadear a reação.
Existem duas formas mais comuns de eletrólise, a saber: eletrólise ígnea e eletrólise aquosa.
Na eletrólise ígnea, não há presença de água e a passagem da corrente elétrica ocorre em uma substância iônica no estado de fusão (liquefeita ou fundida).
Este é um tipo de reação bastante utilizada na indústria, destacando-se a produção de metais como, por exemplo, o alumínio a partir da bauxita.
Na eletrólise aquosa, a passagem elétrica ocorre através de um líquido condutor. Nesta forma de eletrólise, somente um dos cátions e um dos ânions participam da reação. A soda cáustica, o gás hidrogênio e o gás cloro são produzidos na eletrólise do cloreto de sódio em meio aquoso.
A eletrólise é bastante aplicada na indústria química, sendo utilizada na produção de metais como o magnésio, potássio, alumínio etc., além de ser um processo que serve para purificar e atuar como revestimento em vários metais.