Negatif bir katot, vakum tüplerindeki iki ana elektrottan biridir. Pozitif anottan etkilenen negatif iyonları serbest bırakır. Negatif bir katot, sıcak veya soğuk bir katot olabilir. Sıcak bir katod, genellikle etrafına sarılmış bir tungsten filamenti ile ısıtılırken, soğuk bir katod doğrudan ısıtılmaz, ancak bunun yerine, çalışma sırasında yüksek sıcaklıklara ulaşır. Soğuk bir katod doğrudan ısıtılmasa bile, yüksek sıcaklıkta çalışabilir çünkü akım katod içinden akarken muhafazanın içindeki sıcaklık yükselmeye devam eder.
Sıcak ve negatif katot, özel bir vakum tüpü olan katod ışın tüpünde (CRT) kullanılır. CRT'ler, osiloskoplarda ve tüp tipi televizyon (TV) ekranlarında kullanılır. CRT'nin pozitif tarafına, ekran tarafında 25.000 volt (V) kadar enerji verilir. Borunun arkasındaki sıcak bir katod, tabanca olarak adlandırılan bir mahfazanın içindedir. Sıcak katottan elektron yayılır ve dikey ve yatay eksende bir manyetik veya elektrik alanı tarafından doğru bir şekilde saptırıldıktan sonra ekranın içinde yolunu bulur.
Bir magnetron, mikrodalga denilen yüksek frekans bantlarında radyo frekansı üretmek ve yükseltmek için kullanılan negatif bir katot cihazıdır. Bir boşluk olarak adlandırılan özel bir geometri metalik hapsi kullanır. Boşluk, kalıcı bir manyetik alan ile birlikte, radar ve mikrodalga fırınlar için kullanılabilen mikrodalga enerjisi üretir.
Soğuk katodun bir varyasyonu aydınlatma için kullanılır. Farklı fosfor kaplamaları seçerek, soğuk katot tarafından üretilen iyonlar çeşitli renkler üretebilir. Katodun renginden bahsetmek yaygın bir uygulamadır.
Aküler pozitif bir katot ve negatif bir anotla çalışır. Şarj edilebilir bir batarya için katod malzemesi, tekrarlanan şarj ve deşarj döngüleri ile uyum sağlayabilir. Negatif akü şarjları katot malzemesine ve akü yüküne gelir. Katodun polaritesi, ona ulaşan yüklere göre belirlenir.
Bir diyot, elektrik yükleri için tek yönlü valf işlevi gören katı hal bir cihazdır. Negatif katod, serbest elektronlara sahip olan bir negatif (N) tipi yarı iletkenden ve bir anot, elektron eksikliği olan bir pozitif (P) tipi yarı iletkenden oluşur. Bir diyodun şematik sembolü anodu katoda işaret eden bir ok olarak gösterir ve okun yönü, delik akışı olarak adlandırılan elektron akışının karşıtını belirtir.
