電化學方法用于處理難降解的有機物具有很好的效果，它可以使非生化降解的有機物轉化為可生化降解的有機物。有機物的電化學轉化反應速率一般較慢，所以常用增大電極的過電位，增加電極表面積，選用優秀的電極材料，以及改進電極結構等方法加以提高。

在電化學反應中，電極表面區域隨著電荷移動而伴生非均相催化反應，該反應類似于化學催化作用。在一定的電解液中，同樣的過電位下，電極反應速率及反應類型因電極基體材料的不同而變化，這在電化學中統稱為電催化。在電催化反應中，作為電催化劑，不同的電極材料可以使電化學反應速率發生數量級上的變化。所以，選擇適當的電極材料是提高電化學催化反應效率的有效途徑。

在電化學反應中，多組分電極也是很重要的一個研究方面。Ti／Sn02·Sb203"Mn02／Pb02·Mn02陽極的制備可作為多組分電極設計的一個示例。鈦陽極失效的主要原因是析氧反應所產生的新生態氧擴散到電極表面，從而在鈦表面生成不導電的Ti02膜。為了使陽極活化，在電極表面加一層PbO2·Mn02活性層；為了減少新生態氧擴散到鈦表面上，在鈦電極基體與活性層之間加一層SnOz·Sb203·Mn02中間層。在含酚污水的處理中，該陽極有很高的電催化活性和電化學穩定性。

早期的反應器多采用平板二維結構，面積較小，單位槽處理量小，電流效率較低。針對此缺陷，采用三維電極代替二維電極，大大增加了單元槽體積的電極面積，而且由于每個微電解池的陰極和陽極距離很近，傳質非常容易，因此大大提高了電解效率和處理量。三維電極是在20世紀60年代末提出來的，所用的填充材料主要有金屬粒子，鍍覆金屬的玻璃球或塑料球，金屬氧化物，石墨和活性炭等。三維電極法有較高的脫色率和TOC去除率，穩定性較好。