Baterai litium biasanya tersedia dalam dua bentuk: silinder dan persegi. Bagian dalam baterai mengadopsi struktur belitan spiral, yang dipisahkan antara elektroda positif dan negatif dengan bahan isolasi film polietilen yang sangat halus dan sangat permeabel. Elektroda positif meliputi pengumpul arus yang terdiri dari litium kobalt oksida (atau mangan litium kobalt nikel, litium manganat, litium besi fosfat, dll.) dan aluminium foil. Elektroda negatif terdiri dari pengumpul arus yang terdiri dari bahan karbon grafit dan foil tembaga. Baterai diisi dengan larutan elektrolit organik. Itu juga dilengkapi dengan katup pengaman dan elemen PTC (penggunaan sebagian silinder) untuk melindungi baterai dari kerusakan jika terjadi kondisi abnormal dan arus pendek keluaran.
Tegangan baterai lithium sel tunggal adalah 3,7V (3,2V untuk elektroda positif lithium ferrous phosphate), dan kapasitas baterai tidak terbatas, sehingga sering kali diperlukan untuk seri dan paralel baterai lithium sel tunggal untuk memenuhi persyaratan kesempatan yang berbeda.