鋰離子電池（不同于整個電池）有各種形狀，通常可以分為四組：
小圓柱體（沒有端子的實心體，如舊筆記本電池中使用的那些）
大圓柱體（帶有大螺紋端子的實心體）
扁平或袋狀（柔軟、扁平的機身，例如用于手機和新型筆記本電腦的電池；這些是鋰離子聚合物電池。
帶有大螺紋端子的剛性塑料外殼（如電動汽車牽引包）
圓柱形電池以特有的“瑞士卷”方式（在美國稱為“果凍卷”）制成，這意味著它是正極、隔板、負極和隔板的單個長“三明治”卷成一個線軸。圓柱形單元格中的果凍卷的形狀可以近似為阿基米德螺線。與堆疊電極的電池相比，圓柱形電池的優勢之一是生產速度更快。圓柱形電池的一個缺點可能是電池內部在高放電電流下產生較大的徑向溫度梯度。
沒有外殼使軟包電池具有最高的重量能量密度；然而，對于許多實際應用，當它們的荷電狀態(SOC)水平較高時，它們仍然需要外部遏制手段以防止膨脹，以及它們所屬的電池組的總體結構穩定性。由于它們的矩形形狀，剛性塑料和袋式電池有時被稱為棱柱形電池。Munro&Associates的電池技術分析師MarkEllis認為，現代（~2020年）電動汽車電池大規模使用三種基本的鋰離子電池類型：圓柱形電池（例如，特斯拉）、棱柱形電池（例如，來自LG)，以及棱柱形罐式電池（例如，來自LG、三星、松下等）。對于電動汽車的使用，每種外形尺寸都有其獨特的優勢和劣勢。
自2011年以來，幾個研究小組已經宣布了鋰離子液流電池的示范，該電池將正極或負極材料懸浮在水溶液或有機溶液中。
2014年，松下制造了最小的鋰離子電池。它是針狀的。它的直徑為3.5mm，重量為0.6g。甲硬幣電池的外形類似的是普通鋰電池是可用，因為早在2006年對的LiCoO2的細胞，一般用“LIR”前綴表示。