電解水的原理主要涉及電能轉變為化學能的過程。在電解過程中，直流電通過電解槽，在電極-溶液界面發生反應，從而改變水的酸鹼度和氧化還原電位，並分解生成氧氣和氫氣。通常情況下，水在自然狀態下不能分解產生氧氣和氫氣，但是當陰極和陽極加入水中並施加電流時，電解反應可以根據法拉第定律發生。電解水通常是指含鹽的水經過電解之後所生成的產物，如果以氯化鈉為水中所含電解質，電解後會含有氫氧化鈉、次氯酸與次氯酸鈉。如果是純水經過電解，則只會產生氫氧根離子、氫氣、氧氣與氫離子。電解過後的水本身是中性，可以加入其他離子，或者可經過半透膜分離而生成兩種性質的水，其中一種是鹼性離子水，另一種是酸性離子水。
此外，電解水的過程中使用的都是直流電，因為直流電的正負極確定，而交流電的正負極不斷變化，這會使得在電極處的生成物為正負極反應的混合物，既危險又無法分離。因此，電解水需要電流從固定的正極到固定的負極，只能用直流電。如果使用交流電進行電解水，在同一電極上有時產生氫氣，有時產生氧氣，這樣無法得到純淨的氣體，同時還不安全，因為氫氣和氧氣混合時很容易爆炸。