Elektroliza ma szeroki zakres zastosowań, w tym produkcję wodoru, wytwarzanie ciężkiej wody i syntezę związków takich jak wodorotlenek potasu i wodorotlenek sodu. Jest również stosowany do otrzymywania takich metali, jak sód, magnez, potas i glin. Elektroliza służy do produkcji fluoru i chloru.
Elektroliza polega na użyciu prądu elektrycznego do wzbudzania nie spontanicznej reakcji. Jest on używany do oddzielania substancji z naturalnie występujących źródeł, w tym rud, takich jak usuwanie aluminium z boksytu, rudy aluminium. Elektroliza służy do rafinacji metali poprzez ekstrakcję zanieczyszczeń z metali nieszlachetnych. Elektrolityczne oczyszczanie miedzi oczyszcza miedź do zastosowań elektrycznych. Miedź wydobywana z rudy, określana jako miedź konwertorowa, ma zwykle czystość od 98 do 99 procent, ale może być rafinowana elektrolitycznie do czystości 99,95 procent.
Elektrolizę stosuje się także w galwanizowaniu, procesie powlekania gorszego metalu wyższym. Galwanizacja chroni niższy metal przed korozją i sprawia, że wygląda on przyjemniej.
Innym ważnym zastosowaniem elektrolizy jest elektroformowanie, reprodukcja przedmiotów poprzez elektrofiltrację na jakiejś formie. Do odwzorowywania kości gramofonu używa się elektroformowania. Elektroliza jest używana do syntezowania nadmanganianu potasu i białego ołowiu w procesie zwanym elektrosyntezą.
