Die Sauerstoffreduktionsreaktion ist die kathodische Schlüsselreaktion in Brennstoffzellen und Metall-Luft-Batterien. Sie verläuft meist als vier-Elektronen-Reduktion von O₂ zu Wasser oder Hydroxid, kann jedoch auch zweistufig über Peroxid-Spezies erfolgen. In der Werkstoffwissenschaft ist die Entwicklung von Elektrokatalysatoren mit hoher intrinsischer Aktivität, angemessener Porenstruktur, stabiler Oberfläche und kontrollierter Adsorption intermediärer Spezies zentral zur Minimierung der Überspannung.