Reakcje redukcji utleniania lub reakcji redoks zachodzą w ogniwach elektrochemicznych. Istnieją dwa rodzaje ogniw elektrochemicznych. Spontaniczne reakcje zachodzą w ogniwach galwanicznych (voltaicznych); reakcje spontaniczne zachodzą w ogniwach elektrolitycznych. Oba typy komórek zawierają elektrody gdzie zachodzą reakcje utleniania i redukcji. Utlenianie zachodzi na elektrodzie zwanej anoda a redukcja zachodzi na elektrodzie zwanej katoda.
Anoda ogniwa elektrolitycznego jest dodatnia (katoda jest ujemna), ponieważ anoda przyciąga aniony z roztworu. Jednak anoda ogniwa galwanicznego jest naładowana ujemnie, ponieważ spontaniczne utlenianie na anodzie jest źródło elektronów komórki lub ładunku ujemnego. Katoda ogniwa galwanicznego jest dodatnim biegunem. Zarówno w ogniwach galwanicznych, jak i elektrolitycznych utlenianie zachodzi na anodzie, a elektrony przepływają z anody do katody.
Reakcja redoks w ogniwie galwanicznym jest reakcją spontaniczną. Z tego powodu ogniwa galwaniczne są powszechnie stosowane jako baterie. Reakcje ogniw galwanicznych dostarczają energię, która jest wykorzystywana do wykonywania pracy. Energia jest wykorzystywana przez umieszczenie reakcji utleniania i redukcji w oddzielnych pojemnikach, połączonych aparatem umożliwiającym przepływ elektronów. Wspólnym ogniwem galwanicznym jest ogniwo Daniella.
Reakcja redoks w ogniwie elektrolitycznym nie jest spontaniczna. Energia elektryczna jest wymagana do wywołania reakcji elektrolizy. Przykład ogniwa elektrolitycznego pokazano poniżej, w którym stopiony NaCl poddaje się elektrolizie z wytworzeniem ciekłego gazu sodowego i chloru. Jony sodu migrują w kierunku katody, gdzie są redukowane do metalu sodowego. Podobnie jony chlorkowe migrują do anody i utleniają się, tworząc gazowy chlor. Ten rodzaj ogniwa służy do produkcji sodu i chloru. Chlor można gromadzić wokół komórki. Sód metal jest mniej gęsty niż stopiona sól i jest usuwany, gdy unosi się na górze pojemnika reakcyjnego.