鋰離子電池由正極鋰化合物、中間的電解質膜及負極碳組成。
當電池充電時，鋰離子從正極中脫嵌，在負極中嵌入，放電時反之。一般采用嵌鋰過渡金屬氧化物做正極，如LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4。
做為負極的材料則選擇電位盡可能接近鋰電位的可嵌入鋰化合物，如各種碳材料包括天然石墨、合成石墨、碳纖維、中間相小球碳素等和金屬氧化物，包括SnO、SnO2、錫復合氧化物SnBxPyOz等。
電解質采用LiPF6的乙烯碳酸脂、丙烯碳酸脂和低粘度二乙基碳酸脂等烷基碳酸脂搭配的高分子材料。
隔膜采用聚烯微多孔膜如PE、PP或它們復合膜，采用PP/PE/PP三層隔膜優勢是熔點較低，具有較高的抗穿刺強度，起到了過熱保險用途。外殼采用鋼或鋁材料，具有防爆的功能。
