Die Schmelzflusselektrolyse ist ein Elektrolyseverfahren, bei dem kein wässriges Medium, sondern eine heiße Salzschmelze als Elektrolyt dient. Sie dient zur Herstellung bzw. Gewinnung von Aluminium, aller Alkalimetalle und der meisten Erdalkalimetalle, außerdem auch von einigen Kunststoffen. Auch liefert das Verfahren Fluor und Chlor.
Da die sogenannten „unedlen“ Metalle Kalium, Natrium, Magnesium und Aluminium in der elektrochemischen Spannungsreihe unter dem Wasser (H2O) stehen, können sie nicht durch Elektrolyse aus wässrigen Lösungen abgeschieden werden, da somit eher Wasser zu H2 + 2 OH− reduziert werden würde. Um die Salze zu schmelzen, benötigt man sehr hohe Temperaturen: für die Aluminiumherstellung mit Kryolith benötigt man 960 °C, für Natrium aus Natriumchlorid ca. 620 °C, für Magnesium aus MgCl2 und Zusätzen ca. 670 °C. Auch Fluor kann nicht aus wässrigen Lösungen von Fluoriden mittels Elektrolyse abgeschieden werden, da statt Fluor Sauerstoff entsteht.
Zur Herstellung u. a. dieser Stoffe wendet man deshalb die Elektrolyse aus einer Schmelze ihrer Salze an, was dem Verfahren seinen Namen gab. Beispielhaft ist die Schmelzflusselektrolyse im Hall-Héroult-Prozess beschrieben.