不同的电极基底材料会影响电沉积速率、电化学行为及膜修饰电极在电解质溶液中的稳定性[42]。采用纳米技术对电极材料进行修饰，可显著改善电极的电沉积性能，如Liu等[43]采用涂有单层碳纳米管的不锈钢电极作为阴极去除水溶液中的铅，在最适反应条件下，铅的去除率可达97.2%～99.6%，且该电极材料易于再生，对废水中铅、铁、铝等均具有较好的去除效果。

碳材料作为一种来源广泛、物理化学性能优越的导电材料，其作为电沉积电极材料具有天然的优势。石墨、活性炭等具有较大的比表面积和较强的导电性能，廉价易得，是最传统的电极碳材料。新型碳材料，如石墨烯、碳气凝胶、碳纳米管等，较石墨和活性炭具有更高电导率、更大的比表面积，且表面大量的活性基团更加利于修饰，具有很高的应用开发价值。Verduzco等利用石墨烯复合材料作为电极处理含As和Cr的自来水，处理24h后，原水中的As和Cr去除率分别达到87%和98%。Liu等合成一种不锈钢网包覆单壁碳纳米管（SWCNTs@SSN）的新型电极材料，在pH=10、电压为2.5V的条件下处理浓度为10g/dm3的含镍废水，发现镍以氢氧化镍的形式沉积于电极表面，其最大去除率可达到95.1%。

除了影响电沉积效果，电极材料对能耗也有显著影响。研究发现，具有催化性能或氧过电位较高的阳极材料，可以通过减少析氧反应的发生，降低系统的能耗，提高处理效率。Raghu等分别以石墨、RuO2/Ti和SnO2/Ti作为阳极，通过电沉积处理含铜废水，发现氧过电位较低的石墨电极能耗（15.3kW·h/kg）显著高于其他两种电极（RuO2/Ti，9.2kW·h/kg。SnO2/Ti，8.3kW·h/kg）。