Uma pilha voltaica química é constituída por uma combinação de materiais usados para converter energia química em energia elétrica. A pilha ou célula química é formada por dois eletrodos de metais ou por compostos metálicos, diferentes, e um eletrólito, que é uma solução capaz de conduzir uma corrente elétrica. Forma-se uma bateria quando duas ou mais dessas células são conectadas. Um exemplo excelente de um par de eletrodos é o zinco e o cobre. O zinco contém uma abundância de átomos carregados negativamente, enquanto o cobre apresenta uma abundância de átomos carregados positivamente. Quando se imergem placas desses metais num eletrólito, tem início uma reação química entre eles. O eletrodo constituído pelo zinco acumula uma carga negativa muito maior, pois ele dissolve lentamente no eletrólito. Os átomos que saem do eletrodo de zinco estão carregados positivamente. São atraídos pelos íons (-) carregados negativamente do eletrólito, enquanto repelem os íons (+) carregados positivamente do eletrólito em direção ao eletrodo de cobre. Isto faz que elétrons sejam retirados do cobre, deixando-o com um excesso de carga positiva. Se uma carga, como, por exemplo, uma lâmpada, for ligada através dos terminais dos eletrodos, as forças de atração e repulsão farão com que os elétrons livres do eletrodo de zinco (negativo), dos fios condutores, e do filamento da lâmpada se desloquem em direção ao eletrodo de cobre carregado positivamente. A diferença de potencial resultante permite que a pilha funcione como uma fonte de tensão V. O eletrólito de uma pilha pode ser líquido ou uma pasta. Se o eletrólito for líquido, a pilha às vezes é chamada de pilha úmida. Se o eletrólito for na forma pastosa, a pilha é chamada de pilha seca.
