Elektroķīmiskais process ir ķīmiska reakcija, kas izraisa vai izraisa elektriskās strāvas kustību. Šie procesi ir oksidācijas-reducēšanas reakcijas veids, kurā viens atoms vai molekula zaudē elektronu citam atomam vai molekulai. Elektroķīmiskās reakcijās atomi vai molekulas reakcijā atrodas salīdzinoši tālu viens no otra, salīdzinot ar citām reakcijām, liekot pārnestajiem elektroniem pārvietoties lielāku attālumu un tādējādi radīt elektrisko strāvu. Daudzu dabas parādību pamatā ir elektroķīmiski procesi, piemēram, metālu korozija, dažu jūras radību spēja radīt elektriskos laukus, kā arī cilvēku un citu dzīvnieku nervu sistēmas darbība. Tiem ir arī svarīga loma mūsdienu tehnoloģijās, jo īpaši elektroenerģijas uzglabāšanā akumulatoros, un elektroķīmiskais process, ko sauc par elektrolīzi, ir svarīgs mūsdienu rūpniecībā.
Nervu sistēmu aktivitātes, sākot no vienkāršām reakcijām un instinktīvas uzvedības, kas sastopamas pat primitīviem dzīvniekiem, līdz cilvēku sarežģītajām mācīšanās un domāšanas spējām, ir atkarīgas no elektroķīmiskiem procesiem. Neironi izmanto elektroķīmiskos procesus, lai pārraidītu informāciju caur nervu sistēmu, ļaujot nervu sistēmai sazināties ar sevi un ar pārējo ķermeni. Lai nosūtītu signālu, ķīmiskie procesi neironā ģenerē elektrisku impulsu, kas tiek nosūtīts caur iegarenu struktūru, ko sauc par aksonu, līdz tas sasniedz sinapses, neirona un blakus esošo šūnu saskares punktu. Sinapsē elektrība izraisa ķīmisku vielu izdalīšanos, ko sauc par neirotransmiteriem, kas šķērso sinapses šūnā, kurai tiek nosūtīts signāls. Pēc tam neirotransmiteri ķīmiski savienojas ar struktūrām, ko sauc par receptoriem mērķa šūnā, izraisot tajā turpmākus bioķīmiskos procesus.
Zivju, piemēram, elektrisko zušu, zvaigžņu vērotāju un torpēdu staru spēja radīt elektriskos laukus ir elektroķīmiska procesa rezultāts. Elektriskajām zivīm ir specializētas šūnas, ko sauc par elektrocītiem. Transporta proteīni šūnā saistās ar pozitīvajiem kālija un nātrija joniem un aiznes tos, veidojot šūnā elektrisko lādiņu. Kad šī elektrība ir nepieciešama, nervu sistēmas daļa, ko sauc par medulāro komandu kodolu, nosūta elektrisku impulsu citām nervu šūnām, kas izraisa neirotransmitera acetilholīna izdalīšanos. Neirotransmiters saistās ar elektrocītu acetilholīna receptoriem, kas izraisa elektrocītu lādiņa atbrīvošanu.
Elektriskās baterijas izmanto elektroķīmiskus procesus, lai uzglabātu un atbrīvotu elektroenerģiju. Ķīmiskās reakcijas elektriskajās šūnās, kas veido akumulatoru, rada lādiņa atšķirību starp katras šūnas divām pusēm, radot elektrisko strāvu. Atkārtoti uzlādējamās baterijas ražo elektroenerģiju ar ķīmiskām reakcijām, kas ir atgriezeniskas, un tāpēc tās var atgriezt sākotnējā ķīmiskajā konfigurācijā, ja elektroenerģiju izmanto no ārēja avota. Reakcijām neuzlādējamās baterijās nav šādas kvalitātes, lai gan tās parasti ražo vairāk elektroenerģijas, nekā uzlādējams akumulators spēj nodrošināt vienu uzlādi.
Baterijās tiek izmantotas dažādas ķīmiskas reakcijas. Niķeļa-kadmija baterijas, kuras parasti izmanto apgaismojumā un sadzīves ierīcēs, ir balstītas uz atsevišķām kadmija un niķeļa reakcijām ar sārmainu, parasti kālija hidroksīda (KOH) šķīdumu, un ūdeni. Niķeļa-metāla hidrīda akumulatori ir līdzīgi, taču aizstājiet kadmiju ar intermetālisku savienojumu, kas izgatavots no mangāna, alumīnija vai kobalta, kas sajaukts ar retzemju metāliem, piemēram, prazeodīmu, lantānu un cēriju. Litija akumulatoros var izmantot dažādas reakcijas, kurās iesaistīti litija savienojumi, visbiežāk izmantojot mangāna dioksīdu (MnO2) un litija perhlorāta (LiClO4), dimetoksietāna (C4H10O2) un propilēnkarbonāta (C4H6O3) šķīdumu.
Elektrolīze ir elektroķīmisks process, kurā elektriskā strāva tiek izmantota, lai izraisītu ķīmiskas reakcijas vielā, kas satur brīvus jonus, ko sauc par elektrolītu. Elektrolītu izkausē vai izšķīdina šķīdinātājā, un tajā ir iegremdēti divi elektrodi, ko sauc par anodu un katodu. Kad starp elektrodiem tiek pielietots elektriskais potenciāls, starp tiem sāk plūst elektrība, un katrs elektrods sāk piesaistīt jonus ar pretēju savam lādiņam. Joni iegūst vai zaudē elektronus uz elektrodiem, izraisot anoda tuvumā esošo molekulu oksidēšanos un katoda tuvumā esošo molekulu samazināšanos. Elektrolīzi izmanto daudzās rūpniecisko procesu jomās, tostarp metalurģijā, ķīmisko vielu, piemēram, kālija hlorāta un (KClO3) trifluoretiķskābes (C2HF3O2) ražošanā, kā arī ļoti reaktīvu elementu ekstrakcijā, kas dabā nav sastopami to elementārā formā, piemēram, kā nātrijs un magnijs.