鋰離子電池的三個主要功能部件是正負極和電解液。通常，傳統鋰離子電池的負極由碳制成。正極通常是金屬氧化物。所述電解質是鋰鹽在有機溶劑中。電極的電化學作用在陽極和陰極之間反轉，這取決于電流流過電池的方向。
最常見的商業使用的陽極（負極）是石墨，在其完全鋰化的LiC6狀態下，xxx容量為372mAh/g。正極一般是三種材料中的一種：層狀氧化物（如鈷酸鋰）、聚陰離子（如磷酸鐵鋰）或尖晶石（如鋰錳氧化物）。最近，含有石墨烯的電極（基于石墨烯的2D和3D結構）也被用作鋰電池電極的組件。
電解質通常是有機碳酸酯的混合物，例如含有鋰離子絡合物的碳酸亞乙酯或碳酸二乙酯。這些非水性電解質通常使用非配位陰離子鹽，例如六氟磷酸鋰(LiPF6）、六氟砷酸鋰一水合物（LiAsF6）、高氯酸鋰（LiClO4）、四氟硼酸鋰（LiBF4)，和三氟甲磺酸鋰(LiCF3所以3）。