陰極還原就是在適當的陰極電位下，選擇合適的陰極材料，利用陰極還原反應使O₂還原為具有氧化活性的H₂O₂，來氧化有機污染物，主要的反應機理為：

        還原氧氣現場制備H2O2，的陰極材料見表1。

        也有研究人員利用陰極還原Fe件得到Fe和加入的H₂O₂發生Fenton反應，來降解有機物，生成的Fe件在陰極再還原成Fe抖，這樣不停地循環，使溶液中的Fe含量保持在一個較高的水平，保證Fenton反應的進行，且新生態Fe活性高，更利于反應的進行.但是該法常在低pH(<1)下電解還原Fe計，因此酸用量大，隨著Fe濃度增大，電流效率急劇下降.而且需要外加H₂O₂。最后還需處理大量的鐵泥。