牺牲阳极在阴极保护中主要通过自身优先腐蚀溶解，为被保护金属结构提供持续的阴极电流，使被保护体表面形成稳定的阴极极化状态，从而抑制其腐蚀反应。具体作用机制如下：

牺牲阳极通常由电位比被保护金属更负的活性金属（如锌、铝、镁及其合金）制成。当与被保护金属结构通过导线或直接接触形成电连接，并共同处于电解质环境（如土壤、海水、淡水）中时，牺牲阳极作为原电池的阳极发生氧化反应（溶解腐蚀），释放电子。电子通过金属连接流向被保护金属（阴极），使其表面获得多余电子，电极电位向负方向移动，即发生阴极极化。当被保护金属的电位降低到腐蚀反应的平衡电位以下时，其表面的氧化反应（金属溶解）被有效抑制，从而达到防腐蚀的目的。

在阴极保护过程中，牺牲阳极是主动的“牺牲者”。阳极材料不断失去电子而溶解，生成金属离子进入电解质环境（例如锌阳极溶解为Zn²⁺，铝阳极溶解为Al³⁺），这一过程持续消耗阳极自身，而被保护的金属结构因得到电子补充，避免了腐蚀溶解。只要阳极材料充足且与被保护体的电连接良好，就能持续为被保护结构提供保护电流，直至阳极消耗殆尽，此时需更换新的阳极以维持保护效果。

牺牲阳极保护系统无需外部电源，依靠自身的电化学特性驱动电流，因此具有安装灵活、维护简便、对环境干扰小等特点。尤其适用于结构复杂、分散或偏远的金属设施，如地下管道的局部补口、储罐底部、海洋平台的水下部件等。通过在关键腐蚀部位附近布置牺牲阳极，可以针对性地提高该区域的阴极极化程度，实现局部精准保护，有效弥补了整体保护系统在复杂结构处可能存在的保护不足问题。

牺牲阳极通过持续释放电流，使被保护金属表面形成一层由腐蚀产物或吸附物质组成的保护膜，进一步阻碍腐蚀介质与金属的接触。同时，阳极的溶解速率相对稳定，输出电流密度适中，可避免过保护导致的金属氢脆等问题。在合理设计阳极数量、布置方式及更换周期的情况下，牺牲阳极保护系统能长期稳定运行，显著降低金属结构的腐蚀速率，延长其使用寿命，减少因腐蚀导致的结构失效和安全隐患。