Katodi on elektrodi, jonka kautta sähkövirta poistuu polarisoidusta sähkölaitteesta. Sen vastakohta on anodi, jonka kautta sähkövirta tulee sähkölaitteeseen. Positiivisesti varautuneet ionit, joita kutsutaan kationeiksi, liikkuvat kohti katodia, kun taas negatiivisesti varautuneet ionit, joita kutsutaan anioneiksi, siirtyvät kohti anodia. Virtaa tuottavissa laitteissa, kuten akkujen purkautumisessa, katodi on ladattu positiivisesti, mutta energiaa kuluttavissa laitteissa, mukaan lukien akut, se on ladattu negatiivisesti.
Kemiassa katodi on sähkökemiallisen kennon elektrodi, jossa tapahtuu pelkistymistä tai elektronien vahvistumista. Jos sähkökemiallinen kenno on elektrolyyttinen eli se saa sähköenergiaa kemiallisten yhdisteiden hajottamiseksi, sen katodi on negatiivinen. Vastakkaisessa sähkökemiallisessa kennossa, galvaanisessa kennossa, kemialliset reaktiot aiheuttavat sähköenergian vapautumista ja siitä tulee positiivinen.
Negatiivinen napaisuus on kohdistettava elektrolyysikennon katodiin haluttujen kemiallisten reaktioiden ajamiseksi. Galvaanikennossa sitä vastoin positiivinen napa on kytkettävä piirin loppuun saattamiseksi. Anodin lähettämät elektronit palaavat soluun katodin kautta, kun piiri on valmis.
Fysiikassa ja elektroniikassa katodi on elektrodi, joka vastaa elektronien lähettämisestä laitteeseen aiheuttaen sen toiminnan. Vapaasti säteilevät elektronit voidaan johtaa useilla tavoilla, joko lämpö- tai valoenergian tai voimakkaan ulkoisen sähkömagneettisen kentän kautta. Jälkimmäinen tapa ohjata elektronipäästöjä tunnetaan kenttäelektroniemissioina, ja mukana olevia katodeja kutsutaan kylmiksi katodeiksi.
Vaikka ne voivat toimia korkeissa lämpötiloissa, kylmät katodit erotetaan “kuumasta” lajikkeesta, koska niitä ei lämmitetä suoraan elektronien päästön ajamiseksi. Kuumat katodit, jotka tunnetaan myös nimellä filamentit, ovat paljon yleisempiä nykyaikaisessa elektroniikassa. Katodit, jotka saavat energiansa valosta, saavat valosähköisen säteilyn, ja niitä käytetään aurinkosähkö- tai aurinkoenergiasovelluksissa. Erilaisilla metalleilla on elektrodit, jotka soveltuvat erilaisiin menetelmiin sähkön tuottamiseksi.