在化學電池中，化學能直接轉變為電能是靠電池內部自發進行氧化、還原等化學反應的結果，這種反應分別在兩個電極上進行。負極活性物質由電位較低並在電解質中穩定的還原劑組成，如鋅、鎘、鉛等活潑金屬和氫或碳氫化合物等。之所以有電流，就是因為溶液中有自由移動的電子，電子的定向移動才有電流的產生。
電池並不像我們看到的那樣，外面是熟料包著，兩頭都是銀色（兩頭是導電的鎳片）。電池是靠化學反應來產生電的。早期的化學電池是根據原電池的原理製成的。原電池就是將化學能轉變為電能的裝置。
它裡面有鋅和銅。由於鋅和銅的金屬活動性不同，鋅容易失去電子，被氧化成正二價的鋅進入溶液，電子由鋅片通過導線流向銅片，溶液中的正一價的氫從銅片獲得電子被還原成氫原子，氫原子再結合成氫分子從銅片上逸出。
乾電池
大家所熟悉的乾電池，就是鋅錳電池。因為它裡面的電解質是糊狀的，所以叫乾電池，同時它也是一種一次性電池，放電之後不能充電（內部的氧化還原反應是不可逆的）。電池在使用過程中，鋅會逐漸溶解，導致鋅外殼逐漸變薄，最後內部糊狀的電解質會洩露出來，使電器腐蝕。所以，人們採用在外殼套上防腐金屬筒或熟料筒的方法改造了防漏電池。
為了延長電池壽命和提高其性能，人們將電池內的電解質氯化銨換成溼的氫氧化鉀，並在構造上做了改進，製成了鹼性鋅錳電池。（之前的乾電池即使不用，放置過久，也會失效。是因為作為電解質的糊狀氯化銨顯酸性）這裡的電解質是指，在物理學上所有在水溶液狀態下，或是熔融狀態下可以導電的一組化合物。
充電電池
充電電池又稱二次電池，它可以在放電時進行氧化還原反應，在充電時又逆向進行（我們家用的電是220v的交流電，在充電時充電器會將交流電轉變為直流電進行充電），使電池恢復到放電前的狀態。這樣就可以多次使用了。充電時要正極對著正極，負極對著負極，這就是為什麼充電器插頭不對稱。
由於電池製造技術等方面存在不足，實際上充電電池的充電次數仍有限制，且使用是否得當，對電池的工作狀態及壽命影響也很大。目前汽車上使用的充電電池大多是鉛蓄電池。下圖
由於現代社會對耗電量高的可攜式電器的需求量越來越大，所以又研發了新型的封閉式體積小的充電電池——鎳鎘電池。（之前老手機如：諾基亞等用的就都是鎳鎘電池）鎳鎘電池以Cd為負極，NiO（OH）為正極，以KOH為電解質，它的壽命比鉛蓄電池長（可充電超過500次）。
但由於鎘是有毒重金屬，廢棄的鎳鎘電池如果不回收，就會汙染環境，所以制約了鎳鎘電池的發展。所以，鋰這種最輕的金屬，也是活動性極強的金屬，便成了新一代可充電的綠色電池。
紐扣電池
紐扣電池分為化學電池和物理電池兩大類，其中化學電池應用最為普遍。它的原理和乾電池相同，分別由陽極 (正極)、陰極 (負極)及其電解液等組成。它的外表為不鏽鋼材料，並作為正極，其負極為不鏽鋼的圓形蓋，正極與負極間有密封環絕緣，密封環用尼龍製成，密封環除起絕緣作用外，還能阻止電解液洩漏。
紐扣電池的種類很多，多數以所用材料命名，如銀鋅紐扣電池。該紐扣電池有使用壽命長、容量大等特點，應用十分廣泛，其應用量最大。該種電池由氧化銀作為正極，金屬鋅粉作為負極，電解液為氫氧化鉀或氫氧化鈉。通過鋅與氧化銀的化學作用產生電能。