L'électrochimie décrit les relations mutuelles de la chimie et de l'électricité ou, mieux, des phénomènes couplés à des échanges d'énergie électrique. Ainsi, la presque totalité de la chimie, du fait de l'importance de la distribution et de la variation des charges électriques dans la matière, peut relever peu ou prou de l'électrochimie.
Prise au sens le plus large, cette science ne peut apparaître comme une discipline spécialisée. Elle est de plus en plus de nature interdisciplinaire et comprend les transferts d'électrons à travers les membranes en chimie et en biologie, la formation et le comportement des matériaux, le stockage de l'énergie, les sciences de l'ingénieur, la synthèse, etc. En d'autres mots, la connaissance de l'électrochimie sera nécessaire à la compréhension des phénomènes à l'intérieur de phases le plus souvent à conduction ionique et des interphases qui leur sont associées.
L'électrolyse apparaît, quant à elle, comme la mise en œuvre d'une réaction non favorisée sur le plan thermodynamique et impliquant le transfert d'électrons au moyen d'un courant électrique. Dans ces conditions, une cellule d'électrolyse – ou électrolyseur – peut être considérée comme équivalente à une pile mais, dans ce cas, le courant est inversé à l'aide d'un générateur externe.
1. Électrochimie cinétique et électrochimie ionique
Classiquement, on convient de scinder l'électrochimie en deux sous-disciplines apparemment distinctes. Tout d'abord, l'électrochimie peut décrire les phénomènes de transport de charge et de matière ainsi que les réactions chimiques associées à une interface entre un conducteur ionique et un conducteur électronique. Cela constitue l'électrochimie dite aux électrodes ou électrochimie cinétique. Le potentiel électrique pris ou imposé à chacune des électrodes implique vis-à-vis de l'électrolyte et des produits chimiques ou ions associés des transferts de charge ou d'électron. Ce transfert de charge provoque donc, ipso facto, une perturbation de la nature chimique de l'interface.
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