Un cátodo es un electrodo en el cual se crea una reacción que produce que un material reduzca su estado de oxidación, aportándole electrones. Su nombre le viene dado por el físico Faraday y está referido al camino descendente o de salida que el cátodo es para la energía eléctrica.
Dependiendo de qué aparato forme parte, puede ser positivo o negativo, y ello queda establecido por la dirección de la corriente eléctrica que pasa por él (si consume energía es negativo, y si por el contrario lo que hace es proporcionar la energía por si mismo, es un cátodo positivo.
El cátodo caliente o termo-iónico es un electrodo que emite electrones gracias al calor y que está conectado a la tensión positiva. Su fuente de electrones se concentra en unas válvulas termo-iónicas y se puede calentar a sí mismo, haciendo circular una corriente de caldeo. También se puede calentar gracias a un filamento acoplado de manera térmica. En pos de que su duración sea mayor, se usan materiales en los dispositivos termo-iónicos que incluso a bajas temperaturas proporcionen una gran emisión de electrones. Es por esto que para la fabricación del cátodo caliente se emplean aleaciones de torio, wolframio, tungsteno y lantánidos. También se puede recubrir todo él en óxido de calcio para preservarlo de las bajas temperaturas. En el caso de las válvulas termo-iónicas, diodos o pilas, el cátodo es el electrodo o terminal de potencial menor siendo de esta forma que sea la fuente primaria de emisión de electrones.