Bảo vệ cathode là một phương pháp quan trọng để tránh ăn mòn.Bản chất của bảo vệ cathode là làm thay đổi phần tử của mạch ăn mòn, tạo nền một phần tử của mạch ăn mòn mới và đảm bảo rằng kim loại nền trở thành phần tử cathode của mạch này.

Khi kẽm và thép tiếp xúc với nhau trongmôi trường điện phânsự chênh lệch về điện thế sẽ gia tăng, tế bào điện phân được hình thành. Kẽm lại có khả năng điện hóa cao hơn thép nên kẽm sẽ trở thành Anode để bảo vệ thép bên trong, nó sẽ ngăn sự hình thành các vùng Anode và Cathode trên bề mặt thép.

Do sự chênh lệch về điện thế bên trong tế bào, các hạt electron mang điện tích âm (-) sẽ dịch chuyển từ kẽm (Anode) sang thép (Cathode), và nguyên tử kẽm ở Anode sẽ chuyển thành các ion kẽm mang điện tích dương (Zn++)

Tại bề mặt Cathode (-), các electron mang điện tích âm sẽ thu hút và tác dụng với các ion H+ của môi trường điện phân, giải phóng khí H2. Không có phản ứng hóa học giữa thép (Cathode) và chất điện phân. Hiện tượng này ngăn cản sự ăn mòn ở Cathode, do đó sẽ được gọi là bảo vệ Cathode. Những ion kẽm Z++ tại Anode sẽ tác dụng với các ion OH- của chất điện phân và kẽm sẽ từ từ bị tiêu thụ, tạo thành 1 lớp bảo vệ hi sinh cho thép.

Khi có sự ngắt quãng hoặc hư hại ở lớp kẽm bảo vệ, bảo vệ Cahode sẽ hoạt động và đảm bảo rằng thép không bị ăn mòn.
 Phần lớn các lớp phủ hữu cơ hoặc lớp sơn phụ thuộc vào khả năng chống thấm của nó, và trong vài trường hợp, là các sắc tố chống ăn mòn để bảo vệ thép khỏi sự gỉ sét. Các lớp này cung cấp rất ít hoặc không có sự bảo vệ thép bên trong khi có sự ngắt quảng hoặc hư hại trên lớp bảo vệ này. Do đó, sự ăn mòn bắt đầu hình thành và nhanh chóng lan rộng ra bên dưới lớp phủ.