Σε ένα ηλεκτρολυτικό στοιχείο, η ηλεκτρική ενέργεια εφαρμόζεται για να προκαλέσει μια χημική αντίδραση. Δύο μεταλλικά συστατικά που ονομάζονται ηλεκτρόδια συνήθως βυθίζονται σε ένα ρευστό, όπως το νερό. Κάθε στοιχείο έχει συνήθως ένα ηλεκτρόδιο που ονομάζεται κάθοδος, η οποία έχει αρνητικό ηλεκτρικό φορτίο και μια άνοδο, η οποία έχει θετικό φορτίο. Η χημική αντίδραση που λαμβάνει χώρα σε ένα ηλεκτρολυτικό στοιχείο ονομάζεται ηλεκτρόλυση, που σημαίνει ότι μια ουσία διασπάται. Εάν το νερό είναι το διάλυμα, τότε θα διασπαστεί σε υδρογόνο και αέριο οξυγόνο καθώς τα σωματίδια ρέουν από τη θετική άνοδο στην αρνητική κάθοδο.
Βιομηχανικές καθώς και εμπορικές εγκαταστάσεις χρησιμοποιούν μερικές φορές ηλεκτρολυτική κυψέλη από οξυγόνο και αέριο υδρογόνο από το νερό. Το στοιχείο μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την εναπόθεση ενός μετάλλου σε ένα άλλο κατά την ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση. Οι επαναφορτιζόμενες μπαταρίες, όπως οι μπαταρίες υδριδίου μετάλλου νικελίου ή οι μπαταρίες μολύβδου οξέος, συχνά συμπεριφέρονται σαν ηλεκτρολυτικά στοιχεία. Τα αποθέματα ενέργειας μπορούν να δημιουργηθούν σε αυτούς τους τύπους μπαταριών με τη διαδικασία μετατροπής της ηλεκτρικής ενέργειας σε χημική ενέργεια.
Οι μπαταρίες είναι συνήθως βολταϊκές κυψέλες που χρησιμοποιούν χημική ενέργεια και τη μετατρέπουν σε ηλεκτρική. Ένα βολταϊκό στοιχείο ονομάζεται επίσης γαλβανικό στοιχείο και γενικά χρησιμοποιεί το ίδιο μέταλλο για κάθε ηλεκτρόδιο. Τα ηλεκτρολυτικά κύτταρα, από την άλλη πλευρά, συνήθως χρησιμοποιούν ένα μέταλλο για το θετικό ηλεκτρόδιο και ένα διαφορετικό μέταλλο για το άλλο. Αυτά πρέπει επίσης να βρίσκονται στο ίδιο διάλυμα για να πραγματοποιηθεί η αντίδραση. Τα γαλβανικά κύτταρα μπορούν να αποτελούνται από δύο ξεχωριστές κυψέλες με έναν σύνδεσμο που ονομάζεται γέφυρα άλατος, η οποία μετακινεί φορτισμένα σωματίδια που ονομάζονται ιόντα από τη μια πλευρά στην άλλη.
Ένα ηλεκτρολυτικό στοιχείο μπορεί να τροφοδοτηθεί από μια μπαταρία, με καλώδια συνδεδεμένα σε κάθε ηλεκτρόδιο για να σχηματίσουν ένα ηλεκτρικό κύκλωμα. Ένα στοιχείο μπορεί επίσης να συνδεθεί με ένα άλλο, αλλά το καθένα χρειάζεται γενικά διαφορετική τάση για να συμβεί οτιδήποτε ουσιαστικό. Το στοιχείο ηλεκτρόλυσης που έχει υψηλότερη τάση συνήθως εκφορτίζεται σε αυτό το κύκλωμα. Δημιουργείται ένα βολταϊκό στοιχείο, ενώ το στοιχείο με τη χαμηλότερη τάση μπορεί να αποκτήσει φόρτιση. Αυτό είναι χαρακτηριστικό ενός ηλεκτρολυτικού στοιχείου.
Το νερό συχνά διασπάται σε αέρια που αποτελούνται από τα μοριακά του συστατικά με ένα ηλεκτρολυτικό στοιχείο. Μια άλλη ένωση που χρησιμοποιείται είναι το χλωριούχο νάτριο, το οποίο μπορεί να διασπαστεί σε αέριο χλώριο καθώς και σε ιόντα νατρίου. Αυτά συνήθως συνδυάζονται με ηλεκτρόνια που απελευθερώνονται από την κάθοδο. Το μέταλλο νατρίου εναποτίθεται στην κάθοδο καθώς τα ιόντα και τα ηλεκτρόδια ενώνονται. Οι ηλεκτρολυτικές κυψέλες χρησιμοποιούνται συχνά για τον καθαρισμό μετάλλων και γενικά αποτελούν μέρος του καθαρισμού αλουμινίου, μολύβδου, ψευδαργύρου, καθώς και χαλκού.