水分子分解產生氫氣和氧氣的原因是，水分子（H2O）是由兩個氫原子和一個氧原子組成的化合物，它們之間通過共價鍵結合。這種共價鍵的結合能相對較高，因此在常溫常壓下，水分子不容易分解。然而，在通電的條件下，水分子可以在電極-溶液界面上發生電化學反應，從而分解成氫氣和氧氣。
具體來說，在電解槽中，陰極為鐵板，陽極為鎳板，電解液為氫氧化鈉溶液。通電時，在外電場的作用下，電解液中的正、負離子分別向陰、陽極遷移，並在電極-溶液界面上進行電化學反應。在陰極上，水分子發生還原反應，分解為氫氣（H2）和氧氣（O2）。
電解是一種強有力的促進氧化還原反應的手段，許多難以進行的氧化還原反應都可以通過電解來實現。例如，可以將熔融的氟化物在陽極上氧化成單質氟，熔融的鋰鹽在陰極上還原成金屬鋰。電解工業在國民經濟中具有重要作用，許多有色金屬和稀有金屬的冶煉及金屬的精煉，基本化工產品的製備，還有電鍍、電拋光、陽極氧化等，都是通過電解實現的。