Un cátodo es el electrodo negativo, donde los iones (átomos con carga eléctrica) que se dirigen desde el ánodo (electrodo positivo) al cátodo se llaman cationes. Los iones que se dirigen desde el cátodo al ánodo se llaman aniones. El significado que dio a la palabra cátodo fue el de «salida, camino descendente».
El origen de esta palabra es griega que se puede traducir como «camino, abajo»; en este caso, debe entenderse solo en referencia al electrolito de las celdas electroquímicas. Esta denominación de Cátodo es un neologismo acuñado por Michael Faraday (1791-1867) usando las raíces griegas: cata = abajo, como en catarata y catástrofe y odos = camino, como en éxodo y período. Faraday también recalcó la palabra electrodo que está formado por una trayectoria eléctrica.
La polaridad del cátodo, positiva o negativa, depende del tipo de dispositivo, a veces está condicionado por el modo de operación, ya que se establece según la dirección de la corriente eléctrica, teniendo en cuenta la definición universal de corriente eléctrica. En consecuencia, en un dispositivo que consume energía (como una celda electrolítica), el cátodo es negativo, y en un dispositivo que proporciona energía, como una batería voltaica (o batería Volta o una batería), el cátodo es positivo.
Sin embargo, el cátodo termoiónico es definido como un (1) electrodo que, a partir del efecto termoiónico producido por el calor, causa una emisión de electrones; Este fenómeno también se conoce como el efecto Edison. Este tipo de cátodo, por ejemplo, es la fuente de electrones utilizados en las válvulas termoiónicas.
Hay dos tipos de celdas electroquímicas, las celdas electrolíticas y las celdas galvánicas o voltaicas. En las celdas electrolíticas, la reacción química que produce energía no ocurre espontáneamente, pero la corriente eléctrica se transforma en una reacción de oxidación-reducción química.
La celda galvánica está compuesta por dos medias células. Estos están conectados por dos elementos, un conductor metálico y un puente de sal. El conductor eléctrico, como su nombre lo indica, conduce electricidad porque tiene muy poca resistencia al movimiento de la carga eléctrica. Los mejores conductores son generalmente metales. El puente de sal es un tubo que conecta las dos medias células, mientras mantiene el contacto eléctrico de las mismas, y sin dejar que los componentes de cada célula se unan.
Cada media celda de la celda galvánica contiene un electrodo y un electrolito. Cuando se origina la reacción química, una de las medias células pierde electrones en su electrodo, a través de un proceso llamado oxidación; por lo tanto, el otro adquiere los electrones para su electrodo, y a este se le llama proceso de reducción.