Katoda za elektrolizu je čvor u kojem se skupljaju kationi, pozitivno nabijeni ioni razgradnje elektrolize. Elektroliza se odnosi na proces propuštanja istosmjerne električne struje kroz kemijsku otopinu koja se sastoji od pozitivnih i negativnih iona. Izvodi se tako da se dvije elektrode, svaka kao vodič električne energije spojene na vanjski izvor napajanja, stavljaju u kemijsku otopinu kako bi se postigao željeni rezultat – razdvajanje otopine na osnovne ione. Elektrode su katoda i anoda, a anoda je čvor na kojem se skupljaju anioni, negativno nabijeni ioni.
Katoda za elektrolizu obično je izrađena od silicija, grafita ili metala poput bakra, čelika ili litij-željeznog fosfata. Svrha katode je da odašilje elektrone, uzrokujući da ima ukupni negativni naboj koji privlači sve katione sadržane u otopini. Proces kojim ti kationi migriraju na katodu elektrolize poznat je kao redukcija. Zajedno s oksidacijom, procesom kojim anioni migriraju na anodu, redukcija omogućuje razgradnju otopine.
Elektrolizu i, prema tome, pojam katode elektrolize, prvi su uveli William Nicholson i Anthony Carlisle 1800. Nicholson i Carlisle željeli su ponoviti raniji eksperiment Alessandra Volte, talijanskog znanstvenika koji je otkrio da se struja može proizvesti korištenjem dva metala pričvršćena za bilo koji vodič – na primjer mišićno tkivo ili salamuru. Nakon Voltinih nalaza, Nicholson i Carlisle postavili su svoj eksperiment na sličan način koristeći metalne ploče, vodič i elektroskop za mjerenje promjena električnog naboja.
Bilo je teško uspostaviti i održavati kontakt između ploča i elektroskopa, pa su Nicholson i Carlisle koristili vodu kao vezivo. Dok su provodili eksperiment, bili su šokirani otkrivši da se voda raspada na pozitivne vodikove ione koji su se pojavili kao vodikov plin i negativne ione kisika, za koje se pokazalo da su plinoviti kisik. Nehotice su dva britanska znanstvenika upravo otkrila kemijski proces elektrolize i naznačili važnost katode za elektrolizu.
Postoje mnoge komercijalne i industrijske namjene katode za elektrolizu. Ove namjene uključuju punjenje punjivih baterija; proizvodnju velikih količina plinovitog vodika, otopine klora i natrijevog hidroksida elektrolizom slane vode; te galvanizacija raznih materijala kako bi bili jači i pouzdaniji. Bez ove važne elektrode ne bi postojali mnogi kemijski procesi o kojima ovisi moderna industrija.