當不純的金屬與電解質溶液接觸時，會發生原電池反應，其中較活潑的金屬會失去電子而被氧化，這種現象被稱為電化學腐蝕。比如，鋼鐵在潮濕空氣中容易被腐蝕，而干燥環境下則不易。在潮濕空氣中，鋼鐵表面會形成一層薄水膜，含有氫離子、氫氧根離子及溶解的氧氣，形成電解質溶液。這層溶液與鋼鐵內部的鐵和少量碳形成無數微小的原電池，導致鐵作為負極失去電子而被氧化。因此，電化學腐蝕是鋼鐵腐蝕的主要原因。金屬材料與電解質溶液接觸時，通過電極反應產生腐蝕現象，這被稱為電化學腐蝕。電化學腐蝕本質上是一種氧化還原反應，金屬在反應中失去電子而被氧化，稱為陽極反應過程；介質中的物質獲得電子而被還原，稱為陰極反應過程。在陰極反應中，獲得電子被還原的物質通常稱為去極化劑。在均勻腐蝕的情況下，金屬表面各處進行陽極反應和陰極反應的概率無顯著差別，兩種反應的表面位置會不斷隨機變動。然而，如果金屬表面某些區域主要進行陽極反應，而其他區域主要進行陰極反應，則形成陽極區和陰極區，構成腐蝕電池。直接造成金屬材料破壞的是陽極反應，因此可以通過外接電源或使用導線將被保護的金屬與電位較低的金屬相連，使腐蝕發生在電位較低的金屬上。