Οι μπαταρίες ή οι ξηρές κυψέλες λειτουργούν συνδέοντας, μέσω ενός κυκλώματος, ένα υλικό που θέλει να δώσει ηλεκτρόνια σε ένα άλλο υλικό που στερείται ηλεκτρονίων. Αυτά ονομάζονται αναγωγικός ή αναγωγικός παράγοντας και οξειδωτικό ή οξειδωτικό μέσο, αντίστοιχα. Η διαδικασία είναι μία από τις πολλές αντιδράσεις οξείδωσης-αναγωγής που περιλαμβάνουν τη σκουριά του σιδήρου και τη λεύκανση των ρούχων.
Όταν ένα οξειδωτικό και ένας μειωτής συναντώνται, συμβαίνουν χημικές αντιδράσεις και στα δύο και μεταφέρονται ηλεκτρόνια. Η μεταφορά ηλεκτρονίων δημιουργεί συνεχές ρεύμα (DC). Σε τυπικές μπαταρίες, αυτό είναι 1.5 βολτ.
Ένα από τα πρώτα οξειδωτικά που μελετήθηκαν λεπτομερώς ήταν το στοιχειακό οξυγόνο. Το οξυγόνο αποκτά ηλεκτρόνια από άλλες ουσίες όπως ο σίδηρος, προκαλώντας την οξείδωση του υλικού. Όταν ο σίδηρος οξειδώνεται, συνδέεται με μόρια οξυγόνου για να δημιουργήσει οξείδιο του σιδήρου ή σκουριά. Υπάρχουν πολλά άλλα οξειδωτικά, όπως το βρώμιο, το χλώριο και το φθόριο. Στις συμβατικές μπαταρίες, η σκόνη διοξειδίου του μαγγανίου χρησιμοποιείται ως οξειδωτικό και μετατρέπεται σε οξείδιο του μαγγανίου όταν εξαντληθεί.
Ο όρος αναγωγέας προέρχεται από τη μεταλλουργία και αναφέρεται σε μια χημική αντίδραση κατά την οποία μια ουσία χάνει ηλεκτρόνια. Ο χημικός μετασχηματισμός είναι ένας από ένα οξείδιο, όπως το οξείδιο του σιδήρου, σε ένα μη οξείδιο, όπως ο σίδηρος. Αυτή η χημική διαδικασία έχει χρησιμοποιηθεί από καιρό για τη μετατροπή των μεταλλευμάτων σε καθαρά μέταλλα και ονομάζεται έτσι επειδή η αντίδραση προκαλεί το δείγμα να χάσει κάποια μάζα. Στις συμβατικές μπαταρίες, ο μειωτήρας είναι ψευδάργυρος.
Μια μπαταρία μοιάζει με ένα μόνο πράγμα, αλλά στην πραγματικότητα είναι δύο: ένα οξειδωτικό και ένα μειωτήρα τοποθετημένα το ένα κοντά στο άλλο και χωρισμένα από ένα φράγμα. Το καθένα συνδέεται με ένα ηλεκτρόδιο, τα οποία ονομάζονται θετικά και αρνητικά, ανάλογα με την ουσία σε ποια ουσία αντιστοιχούν. Όταν ολοκληρωθεί το κύκλωμα μεταξύ του θετικού και του αρνητικού ηλεκτροδίου, τα ηλεκτρόνια ρέουν και συνεχίζουν να ρέουν μέχρι να επιτευχθεί ισορροπία.
Συνήθως, αυτά τα τροφοδοτικά συνδέονται με ένα εξωτερικό φορτίο, το οποίο αντλεί ισχύ από το ρεύμα ηλεκτρονίων. Μερικές φορές, το ρεύμα συνεχούς ρεύματος συνδέεται με έναν εναλλάκτη, ο οποίος το μετατρέπει σε εναλλασσόμενο ρεύμα (AC), το οποίο είναι το είδος ηλεκτρικής ενέργειας που χρησιμοποιείται από τις οικιακές μας συσκευές. Οι μπαταρίες δεν έχουν αλλάξει ριζικά από τότε που εφευρέθηκαν για πρώτη φορά και αποτελούν αξιοσημείωτο αδύναμο σημείο για τον τομέα των ηλεκτρονικών, στον οποίο οι αυξήσεις τιμών-απόδοσης είναι ιστορικά εκθετικές.