Μια κάθοδος αέρα οδηγεί βασικά το οξυγόνο σε έναν ηλεκτρολύτη, όπου τα μόρια αντιδρούν με τα ιόντα της ανόδου για να δημιουργήσουν ηλεκτρικό ρεύμα. Η ενέργεια που παράγεται από αυτή την αντίδραση εξέρχεται πίσω από την κάθοδο αέρα σε οποιοδήποτε αντικείμενο ή συσκευή απαιτεί ισχύ. Η κάθοδος λαμβάνει οξυγόνο που χρησιμοποιείται για την έναρξη της αντίδρασης από τον αέρα ή από ένα υδατικό διάλυμα. Οι κατασκευαστές αναφέρονται σε αυτούς τους τύπους πηγών ενέργειας ως μπαταρίες αέρα.
Οι άνοδοι μπαταριών αέρα αποτελούνται από οποιοδήποτε από έναν αριθμό μετάλλων, αλλά αυτά που χρησιμοποιούνται ευρέως περιλαμβάνουν αλουμίνιο, λίθιο, μαγνήσιο ή ψευδάργυρο. Ο ηλεκτρολύτης που χρησιμοποιείται μεταξύ της ανόδου και της καθόδου πρέπει να είναι μια ουσία συμβατή με και να μεταφέρει επιτυχώς ιόντα από την άνοδο. Το υλικό καθόδου που χρησιμοποιείται συχνότερα σε αυτόν τον τύπο μπαταρίας είναι ο άνθρακας. Τα ονόματα των μπαταριών καθόδου αέρα προέρχονται συνήθως από το μέταλλο που περιλαμβάνει την πλευρά της ανόδου της μπαταρίας σε συνδυασμό με την ίδια την κάθοδο αέρα. Για παράδειγμα, οι μπαταρίες λιθίου ή αέρα λιθίου έχουν άνοδο λιθίου και οι μπαταρίες ψευδαργύρου ή αέρα Zn περιέχουν ανόδους ψευδαργύρου. και τα δύο έχουν μια κάθοδο αέρα με βάση τον άνθρακα.
Οι κατασκευαστές σχεδιάζουν μπαταρίες καθόδου Zn-air σε διάφορα μεγέθη, και η μικρότερη είναι συχνά η κυκλική μπαταρία που χρησιμοποιείται σε βοηθήματα ακοής ή ρολόγια. Οι μεγαλύτερες εκδόσεις συνήθως τροφοδοτούν κάμερες ή άλλες ηλεκτρονικές συσκευές. Τα πλεονεκτήματα αυτού του τύπου πηγής ενέργειας περιλαμβάνουν παρατεταμένη διάρκεια ζωής εκτός από τη μεγαλύτερη διάρκεια ζωής κατά την πραγματική χρήση. Τα συστατικά αυτών των πηγών ενέργειας είναι επίσης γενικά πιο ασφαλή για το περιβάλλον.
Διαφορετικοί τύποι καθόδων γίνονται αρνητικές ή θετικές, ανάλογα με τις συγκεκριμένες εφαρμογές. Οι αρνητικές κάθοδοι περιλαμβάνουν ηλεκτρολυτικά στοιχεία και οι θετικές κάθοδοι περιλαμβάνουν γαλβανικά στοιχεία. Οι κάθοδοι αέρα είναι γενικά θετικές, αν και απορροφούν οξυγόνο ως πιθανή πηγή ενέργειας. εκπέμπουν το υποπροϊόν της χημικής αντίδρασης ως ηλεκτρικό ρεύμα.
Τα άτομα μπορούν εύκολα να αναπαράγουν μια απλή κάθοδο αέρα τοποθετώντας χαρτί ή ύφασμα κορεσμένο με διάλυμα θαλασσινού νερού μαζί με ένα στρώμα θρυμματισμένου άνθρακα ανάμεσα σε δύο κομμάτια φύλλου αλουμινίου. Το άκρο ενός καλωδίου συνήθως συνδέεται σε μια μινιατούρα λάμπα ή κινητήρα, ενώ το άλλο άκρο συνδέεται με το φύλλο. Το άλλο σύρμα συνδέεται επίσης με το αντικείμενο, ενώ το άλλο άκρο έρχεται σε επαφή με τον θρυμματισμένο άνθρακα. Πιέζοντας όλα τα στρώματα προς τα κάτω δημιουργείται μια χημική αντίδραση και η συσκευή λαμβάνει ηλεκτρική ενέργεια. Η προσθήκη υπεροξειδίου του υδρογόνου στο διάλυμα θαλασσινού νερού συνήθως ενισχύει τον αριθμό των διαθέσιμων μορίων οξυγόνου και παρέχει περισσότερη ισχύ.