Los procesos de Electrosíntesis son llevados a cabo en sistemas electrosintéticos compuestos de electrodos, membranas y cámaras de electrólisis:

Electrodos. Tienen una influencia capital sobre la selectividad, la naturaleza de los productos de reacción electroquímica, el consumo de energía eléctrica, la eficacia en corriente y la economía del proceso. Existen electrodos en diversos formatos, tanto planos como desplegados e incluso tridimensionales y a su vez pueden ser estáticos o bien dinámicos. Como cátodos los materiales más empleados son el cadmio, plomo, cinc, estaño, carbono, cobre, aluminio, níquel, platino, monel, inoxidable , hastelloy, aleaciones diversas, etc. Como materiales anódicos se emplean el titanio/platino, titanio/óxidos mixtos, carbono, dióxido de plomo, níquel, monel,...

Membranas. Las membranas son utilizadas opcionalmente cuando se requiere la separación de la reacción catódica de la anódica. Esto ocurre cuando los productos son sensibles (electroactivos) tanto a la oxidación como a la reducción. Básicamente una membrana es una estructura polimérica entrecruzada con grupos intercambiadores de iones, cargados negativamente en las de intercambio catiónico y positivamente en las de intercambio aniónico. Los grupos de intercambio más usuales son los sulfonato y carboxilato para las catiónicas y el amonio cuaternario o amina terciaria para las aniónicas. Como materiales de refuerzo del polímero usualmente se utilizan mallas de poliéster, PVC, PE, y PTFE.

Cámara de electrólisis. El diseño de la cámara de electrólisis, donde se alberga tanto los electrodos como la membrana (opcional) determina el transporte de materia, la distribución de densidad de corriente, disipación calorífica, distribución hidráulica... teniendo gran importancia en factores como la selectividad, eficacia en corriente y producción. Existen distintos tipos de reactores entre los que podemos citar los del tipo filtro-prensa, cuba, lecho compactado, ...