Litijumske baterije obično dolaze u dva oblika: cilindrični i kvadratni. Unutrašnjost baterije ima spiralnu strukturu namotaja, koja je odvojena između pozitivne i negativne elektrode sa veoma finim i visoko propusnim izolacionim materijalom od polietilenskog filma. Pozitivna elektroda uključuje strujni kolektor sastavljen od litijum-kobalt oksida (ili nikl-litij-kobalt-mangana, litijum-manganata, litijum-fero fosfata, itd.) i aluminijske folije. Negativna elektroda se sastoji od strujnog kolektora koji se sastoji od grafitiziranog ugljičnog materijala i bakrene folije. Baterija je napunjena organskim rastvorom elektrolita. Također je opremljen sigurnosnim ventilom i PTC elementom (djelimično cilindrična upotreba) za zaštitu baterije od oštećenja u slučaju nenormalnih uvjeta i kratkih spojeva na izlazu.
Napon jednoćelijske litijumske baterije je 3,7 V (3,2 V za pozitivnu elektrodu od litijum-fero fosfata), a kapacitet baterije nije beskonačan, pa je često potrebno serijski i paralelno jednoćelijska litijumska baterija da se zadovolji zahtjevima različitih prilika.