電気分解（でんきぶんかい, electrolysis）は、化合物に十分に高い電圧をかけることで電気化学的に酸化還元反応を引き起こし、分解することである。その結果電流が流れる。略して電解ともいう。全く同じ原理であるが、分解ではなく、合成を意図した場合には電解合成と言われる。
例えば、イオン性化合物（電解質）を溶解した水溶液に十分に高い電圧をかけることで、水中の物質と電極との電子のやり取りが一方的に有意な速度で進行するようになり、電極上に金属として析出したり、あるいは気体として発生したりという現象が起こる。有意な反応速度を得るためや、選択的な反応を起こすためにはしばしば電極触媒が必要となる。
