Літієві батареї зазвичай бувають двох форм: циліндричної та квадратної. Внутрішня частина батареї має структуру спіральної намотки, яка розділена між позитивним і негативним електродами дуже тонким і високопроникним ізоляційним матеріалом з поліетиленової плівки. Позитивний електрод містить струмоприймач, що складається з оксиду літію, кобальту (або нікелю, літію, марганцю, літію, манганату літію, фосфату заліза та ін.) та алюмінієвої фольги. Негативний електрод складається з струмоприймача, що складається з графітованого вуглецевого матеріалу та мідної фольги. Батарея заповнена розчином органічного електроліту. Він також оснащений запобіжним клапаном і елементом PTC (частково циліндричного використання) для захисту акумулятора від пошкодження в разі ненормальних умов і короткого замикання на виході.
Напруга одноелементної літієвої батареї становить 3,7 В (3,2 В для позитивного електрода з фосфату заліза/літію), а ємність батареї не є нескінченною, тому часто необхідно послідовно та паралельно підключати одноелементну літієву батарею, щоб відповідати вимоги різних випадків.