C'est à William Nicholson, chimiste britannique du XVIII^e siècle, qu'est attribuée la paternité de l'électrolyse de l'eau […]. Après avoir lu les travaux de Volta sur les batteries électriques, il en construisit une lui‑même et découvrit qu'en immergeant les extrémités des conducteurs électriques dans l'eau, cette dernière était décomposée en deux gaz, \text{H}_2(\text{g}) et \text{O}_2(\text{g}). Avec cette découverte, Nicholson devint le premier […] à effectuer une réaction chimique à l'aide de l'électricité.

L'eau ne se décompose pas spontanément en \text{H}_2(\text{g}) et en \text{O}_2(\text{g}). Il faut lui fournir de l'énergie, ainsi l'électrolyse est une réaction électrochimique « forcée », qui se fait dans un appareil appelé électrolyseur connecté à un générateur électrique.

Une cellule d'électrolyse est constituée par l'immersion de deux plaques métalliques appelées électrodes dans une solution électrolytique. Dans le cas de l'électrolyse, cette solution peut être une solution d'acide sulfurique (2\ \text{H}^+(\text{aq}) ; \text{SO}_4^{2-}(\text{aq})), car l'eau pure ne conduit pas le courant.