Lithiumbatterijen zijn er meestal in twee vormen: cilindrisch en vierkant. De binnenkant van de batterij heeft een spiraalvormige wikkelstructuur, die is gescheiden tussen de positieve en negatieve elektroden met een zeer fijn en zeer goed doorlatend isolatiemateriaal van polyethyleenfilm. De positieve elektrode bevat een stroomcollector die is samengesteld uit lithiumkobaltoxide (of nikkellithiumkobaltmangaan, lithiummanganaat, lithiumferrofosfaat, enz.) en aluminiumfolie. De negatieve elektrode bestaat uit een stroomcollector bestaande uit gegrafitiseerd koolstofmateriaal en koperfolie. De accu is gevuld met een organische elektrolytoplossing. Het is ook uitgerust met een veiligheidsklep en PTC-element (gedeeltelijk cilindrisch gebruik) om de batterij te beschermen tegen schade in geval van abnormale omstandigheden en kortsluitingen.
De spanning van een eencellige lithiumbatterij is 3,7 V (3,2 V voor de positieve elektrode van lithiumferrofosfaat) en de batterijcapaciteit is niet oneindig, dus het is vaak nodig om de eencellige lithiumbatterij in serie en parallel te schakelen om te voldoen de eisen van verschillende gelegenheden.