Negativna katoda je ena od dveh primarnih elektrod v vakuumskih ceveh. Sprošča negativne ione, ki jih privlači pozitivna anoda. Negativna katoda je lahko vroča ali hladna katoda. Medtem ko vročo katodo običajno segreva volframova nitka, ovita okoli nje, se hladna katoda ne segreva neposredno, ampak sčasoma med delovanjem doseže povišane temperature. Tudi če hladna katoda ni neposredno segreta, lahko deluje pri visoki temperaturi, ker bo temperatura v ohišju še naprej naraščala, ko tok teče skozi katodo.
Vroča in negativna katoda se uporablja v katodni cevi (CRT), posebni vakuumski cevi. CRT se uporabljajo za osciloskope in cevne televizijske (TV) zaslone. Pozitivno stran CRT napaja kar 25,000 voltov (V) na strani zaslona. Vroča katoda na zadnji strani cevi je znotraj ohišja, imenovanega pištola. Elektron iz vroče katode se oddaja in najde pot na notranji strani zaslona, potem ko ga magnetno ali električno polje natančno odbije v navpični in vodoravni osi.
Magnetron je naprava z negativno katodo, ki se uporablja za ustvarjanje in ojačanje radijske frekvence v povišanih frekvenčnih pasovih, imenovanih mikrovalovna pečica. Uporablja kovinsko zaprtje posebne geometrije, ki se imenuje votlina. Votlina skupaj s stalnim magnetnim poljem ustvarja mikrovalovno energijo, ki se lahko uporablja za radarske in mikrovalovne pečice.
Za razsvetljavo se uporablja ena različica hladne katode. Z izbiro različnih fosfornih premazov lahko ioni, ki jih generira hladna katoda, proizvedejo različne barve. Običajna praksa je, da se navede barva katode.
Baterije delujejo s pozitivno katodo in negativno anodo. Katodni material za polnilno baterijo se lahko prilagaja s ponavljajočimi se cikli polnjenja in praznjenja. Negativni naboji baterije prispejo do materiala katode in na obremenitev za baterijo. Polarnost katode je določena glede na naboje, ki jo dosežejo.
Dioda je polprevodniška naprava, ki deluje kot enosmerni ventil za električne naboje. Negativna katoda je sestavljena iz negativnega polprevodnika (N) tipa, ki ima proste elektrone, in anodo iz pozitivnega polprevodnika (P) tipa, ki ima pomanjkanje elektronov. Shematski simbol diode označuje anodo kot puščica, ki kaže v katodo, smer puščice pa označuje nasprotno od toka elektronov, ki se imenuje tok lukenj.