Katodaizsardzība ir metode metāla konstrukciju aizsardzībai pret koroziju. Metāli, no kuriem izgatavotas šīs konstrukcijas — parasti tērauds —, bieži saskaroties ar ūdeni, ir pakļauti korozijai oksidācijas reakcijas rezultātā. Reakcijā metāls atsakās no elektroniem, un to veicina ūdenī izšķīdušo sāļu pēdas, liekot ūdenim darboties kā elektrolītam. Tādējādi koroziju var uzskatīt par elektroķīmisku procesu. Katoda aizsardzība pārvērš metāla konstrukciju par katodu — pozitīvi lādētu elektrodu — izveidojot elektroķīmisko elementu, par anodu izmantojot elektropozitīvāku metālu, lai konstrukcija nezaudētu elektronus apkārtējai videi.
Šo aizsardzības metodi var izmantot pazemes caurulēm un tvertnēm; virszemes būves, piemēram, elektrības balsti; un daļēji iegremdētas konstrukcijas, piemēram, kuģi un urbšanas iekārtas. To var izmantot arī dzelzsbetona tērauda stieņu aizsardzībai. Metāli, kas ir izturīgāki pret koroziju, mēdz būt dārgāki par tēraudu un tiem var pietrūkt vajadzīgās stiprības, tāpēc pretkoroziju aizsargāts tērauds parasti ir labākais risinājums, lai gan šādi var tikt aizsargāti arī citi metāli, kas var korodēt.
Tērauds galvenokārt sastāv no dzelzs, kura redokspotenciāls ir -0.41 volts. Tas nozīmē, ka tai būs tendence zaudēt elektronus vidē, kurai ir mazāks negatīvs redokspotenciāls, piemēram, ūdenī, kas var nonākt saskarē ar šo metālu lietus, kondensāta vai mitras apkārtējās augsnes veidā. Ūdens pilieni, saskaroties ar dzelzi, veido elektroķīmisko šūnu, kurā dzelzs oksidējas reakcijā Fe -> Fe2+ + 2e-. Dzelzs II (Fe2+) joni ūdenī izšķīst, kamēr elektroni plūst cauri metālam, un ūdens malā elektronu, skābekļa un ūdens mijiedarbības rezultātā rodas hidroksīda (OH-) joni: O2 + 2H2O + 4e- -> 4OH-. Negatīvie hidroksīda joni reaģē ar pozitīvajiem dzelzs II joniem ūdenī, veidojot nešķīstošu dzelzs II hidroksīdu (Fe(OH)2), kas pēc tam tiek oksidēts par dzelzs III oksīdu (Fe2O3), kas labāk pazīstams kā rūsa.
Ir divas galvenās katodaizsardzības metodes, kuru mērķis ir novērst šo koroziju, nodrošinot alternatīvu elektronu avotu. Galvaniskajā aizsardzībā metāls ar negatīvāku redokspotenciāla potenciālu nekā aizsargājamais metāls tiek savienots ar konstrukciju ar izolētu vadu, veidojot anodu. Šim nolūkam bieži tiek izmantots magnijs ar redokspotenciālu -2.38 volti – citi plaši izmantotie metāli ir alumīnijs un cinks. Šī procedūra izveido elektrisko elementu ar strāvu, kas plūst no anoda uz struktūru, kas darbojas kā katods. Anods zaudē elektronus un tiek korodēts; šī iemesla dēļ tas ir pazīstams kā “upurēšanas anods”.
Problēma ar galvanisko katoda aizsardzību ir tāda, ka galu galā anods tiks sarūsējis līdz vietai, kur tas vairs nenodrošina aizsardzību un ir jānomaina. Alternatīva katodaizsardzības sistēma ir Impressed Current Cathodic Protection (ICCP). Tas ir līdzīgs galvaniskajai metodei, izņemot to, ka strāvas padevi izmanto, lai ģenerētu elektrisko strāvu no anoda uz aizsargājamo konstrukciju. Nepieciešama līdzstrāva (līdzstrāva), nevis maiņstrāva (AC), tāpēc, lai pārveidotu maiņstrāvu par līdzstrāvu, tiek izmantots taisngriezis. Šī metode nodrošina daudz noturīgāku aizsardzību, jo strāva tiek piegādāta no ārpuses, nevis tiek radīta anoda reakcijas rezultātā ar apkārtni, tādējādi ievērojami pagarinot anoda kalpošanas laiku.