อิเล็กโทรดคาร์บอนมีประโยชน์อย่างมากในปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าบางชนิดเนื่องจากมีคุณสมบัติที่ดีหลายประการ ปฏิกิริยาทางเคมีไฟฟ้าเกี่ยวข้องกับการขนส่งอิเล็กตรอนจากที่หนึ่งไปอีกที่หนึ่งและหากกำหนดค่าอย่างเหมาะสมจะให้กระแสไฟฟ้าที่เป็นประโยชน์ ไฟฟ้าอาจถูกเก็บไว้ผลิตหรือบริโภคในปฏิกิริยาที่ใช้ในแบตเตอรี่การผลิตโลหะอุตสาหกรรมและเคมีภัณฑ์ตัวเก็บประจุและเซลล์เชื้อเพลิง
อิเล็กโทรดเป็นพื้นผิวของแข็งที่เกิดปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าของของไหล ขั้วบวกมีประจุเป็นบวกและดึงดูดอิเล็กตรอนในขณะที่ขั้วลบมีประจุเป็นลบและดึงดูดประจุบวก โดยการแลกเปลี่ยนอิเล็กตรอนจากแคโทดไปยังขั้วบวกจะเกิดกระแสไฟฟ้าขึ้น คาร์บอนสามารถทำหน้าที่ทั้งขั้วบวกหรือขั้วลบ อย่างไรก็ตามในทั้งสองแอปพลิเคชันคาร์บอนมักจะรวมกับองค์ประกอบอื่น ๆ เพื่อเพิ่มการนำไฟฟ้า
ในเคมีอินทรีย์คาร์บอนมักถูกนึกถึงในโมเลกุลของไฮโดรคาร์บอนซึ่งเป็นสารประกอบสำคัญของสิ่งมีชีวิตและสิ่งมีชีวิตก่อนหน้านี้ นักเคมีไฟฟ้าคิดว่าคาร์บอนอยู่ในสถานะที่เป็นของแข็งของกราไฟต์และรูปแบบคาร์บอนที่คล้ายคลึงกันเกือบจะบริสุทธิ์ คาร์บอนจะถูกพันธะกับอะตอมคาร์บอนอื่น ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งได้รับอิเล็กตรอนที่มีความละเอียดสูงซึ่งทำให้มันเป็นตัวนำที่ดี แอโนดคาร์บอนเป็นตัวเลือกที่ได้รับความนิยมในด้านเคมีไฟฟ้าด้วยเหตุผลอื่น ๆ รวมถึงการไม่เป็นพิษต้นทุนต่ำและความยืดหยุ่น
การใช้คาร์บอนเป็นวัสดุแคโทดครั้งแรกแสดงให้เห็นในปี ค.ศ. 1792 เมื่อกราไฟท์ประสบความสำเร็จในการแทนที่โลหะในแบตเตอรี่รุ่นทดลองรุ่นแรก ในแบตเตอรี่พลังงานจะถูกเก็บไว้ในศักย์ไฟฟ้าเคมีของสารตั้งต้นและปล่อยออกมาตามความจำเป็น
ตัวเก็บประจุอิเล็กทรอนิกส์ทำจากคาร์บอนเก็บประจุไฟฟ้าระหว่างขั้วไฟฟ้าคาร์บอนคู่ของพื้นที่ผิวอันกว้างใหญ่ ด้านหนึ่งของชั้นสองทำหน้าที่เป็นแคโทดคาร์บอนและอีกด้านหนึ่งเป็นคาร์บอนแอโนด ไอออนที่มีประจุบวกติดอยู่กับด้านแคโทดและประจุลบจะเกาะติดกับขั้วบวก เมื่อปล่อยออกมาอิเล็กตรอนจะถูกปล่อยออกสู่วงจร
แอโนดคาร์บอนที่ทำจากกราไฟต์ประดิษฐ์นั้นใช้ในการผลิตคลอรีนอลูมิเนียมและซิลิกอนขนาดใหญ่ การผลิตแคลเซียมคาร์ไบด์ฟอสฟอรัสเหลืองและเฟอร์รูลอยอยส์ใช้คาร์บอนแอโนด กระบวนการเหล่านี้ต้องการพลังงาน แอโนดคาร์บอนจะถูกใช้ไปเรื่อย ๆ ในกระบวนการโดยสูญเสียคาร์บอนเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ แอโนดจะสูญเสียประสิทธิภาพในขณะที่มันลดลงทำให้การใช้แอโนดออกไซด์ของโลหะในโรงงานผลิตคลอรีนทันสมัย
ในเซลล์เชื้อเพลิงไฟฟ้าจะถูกดึงโดยตรงจากขั้วบวกของปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าซึ่งเป็นการแปลงที่มีประสิทธิภาพมากเมื่อเทียบกับพลังงานที่สร้างขึ้นทางอ้อมผ่านการเผาไหม้เชื้อเพลิงเพื่อขับเคลื่อนอุปกรณ์เชิงกล เชื้อเพลิงมักจะเป็นก๊าซไฮโดรเจนและออกซิแดนท์เป็นออกซิเจนจากอากาศ เซลล์ผสมขั้วบวกแอโนดอิเล็กโทรดมีความบางมากและบรรจุในบล็อกของกว่า 400 เซลล์ที่จัดเรียงเป็นชุด แอโนดคาร์บอนทำหน้าที่ทางเคมีไฟฟ้า แต่ยังทำหน้าที่เป็นวิธีกระจายตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะที่มีราคาแพง
