阴极还原就是在适当的阴极电位下，选择合适的阴极材料，利用阴极还原反应使O₂还原为具有氧化活性的H₂O₂，来氧化有机污染物，主要的反应机理为：

        还原氧气现场制备H2O2，的阴极材料见表1。

        也有研究人员利用阴极还原Fe件得到Fe和加入的H₂O₂发生Fenton反应，来降解有机物，生成的Fe件在阴极再还原成Fe抖，这样不停地循环，使溶液中的Fe含量保持在一个较高的水平，保证Fenton反应的进行，且新生态Fe活性高，更利于反应的进行.但是该法常在低pH(<1)下电解还原Fe计，因此酸用量大，随着Fe浓度增大，电流效率急剧下降.而且需要外加H₂O₂。最后还需处理大量的铁泥。