Bir katod, elektrik akımının cihazdan uzağa aktığı bir elektrikli cihazın elektrotudur. Sıcak bir katot, doğrudan veya dolaylı olarak ısıtılan bir katot olabilir. Katodun filamanı, doğrudan ısıtılan bir katot durumunda elektronların kaynağıdır. Filament, dolaylı olarak ısıtılmış bir katot durumunda, katottan elektriksel olarak izole edilir. Sıcak bir katod, aynı yüzey alanına sahip soğuk bir katottan daha fazla elektron yayar.
İlk sıcak katotlar doğrudan ısıtma kullandı. Saf tungsten yapılmış ve beyaz akkorlaştırmaya ısıtılmıştır. Daha sonra filamanlar, elektronları tungstenden daha kolay yayan ve sıcak bir katodun çalışma sıcaklığını azaltan bir malzeme ile kaplandı. Dolaylı ısıtma kullanan sıcak katotlardaki ilave gelişmeler arasında sinterlenmiş tungsten, toryum-tungsten alaşımları ve tantaldan yapılan filamanlar bulunur. Bazı sıcak katotlar da parabolik aynalar şeklindedir.
Dolaylı ısıtma kullanan sıcak katotlar, alternatif akım kullanıldığında bir avantaja sahiptir, çünkü bu konfigürasyon, doğrudan ısıtma kullanan bir katottan daha az hum üretmektedir. Dolaylı ısıtma kullanan sıcak bir katottaki filament, genellikle ısıtıcı olarak adlandırılır. Isıtıcı genellikle tungstenden yapılır ve nikelden yapılmış bir tüp ile çevrilidir.
Sıcak bir katodun filamentindeki oksit kaplama, filamentin çalışma sıcaklığını azaltabilir. İlk tercih saf baryum oksittir ve daha sonra formülasyonlar baryum oksit, kalsiyum oksit ve stronsiyum oksit karışımını kullanmıştır. Bu bileşiklerle kaplı sıcak katotlar, maksimum 1.832 derece Fahrenheit (1.000 derece Santigrat) çalışma sıcaklığına sahiptir. Yüksek voltaj koşullarında hızlı bozulmaya maruz kalırlar ve en sık olarak düşük güçlü vakum tüplerinde kullanılırlar.
Yüksek akımı işlemesi gereken sıcak katotlar genellikle seryum heksaborid (CeB6) veya lantan heksaborid (LaB6) gibi hexaboride kaplamalara sahiptir. Sıcak katotları kaplamak için yaygın olarak kullanılan diğer heksaborid türleri arasında baryum heksaborid, kalsiyum heksaborid ve stronsiyum heksaborid bulunur. Bu sıcak katot tipleri, tungsten sıcak katotlardan daha parlak yanar ve daha uzun ömürlüdür, fakat aynı zamanda daha pahalıdır.
Az miktarda toryum içeren filamentler, sıcak katotlar için başka bir seçenektir. Filament hidrokarbon içeren bir atmosferde beyaz akkorluğa ısıtılır ve bu da toryumun filamentin yüzeyine geçmesine neden olur. İnce filamentler yüksek voltajla başa çıkabilir ve uzun ömürlü olabilir. Çizgili filamentlerin birincil dezavantajı, toryumun radyoaktif olmasıdır. Sıcak katod filamentlerinde toryuma alternatifler arasında seryum, lantan, itriyum ve zirkonyum bulunur.
