Konstrukcja i działanie thumb|400px|Schemat działania akumulatora kwasowo-ołowiowego w czasie ładowania i rozładowywania Każde ogniwo składa się z: anody wykonanej z metalicznego ołowiu: (−) w trakcie poboru prądu i (+) w trakcie ładowania separatora izolującego elektrody między sobą katody wykonanej z : (+) w trakcie poboru prądu i (−) w trakcie ładowania elektrolitu, którym jest ok. 37% wodny roztwór kwasu siarkowego z rozmaitymi dodatkami
Rozładowywanie W trakcie poboru prądu z akumulatora, na elektrodach zachodzą następujące reakcje chemiczne: elektroda ujemna – utlenianie: () elektroda dodatnia – redukcja: ()
Na obu elektrodach w trakcie poboru prądu wydziela się siarczan ołowiu(II) (). W trakcie ładowania zachodzą dokładnie takie same reakcje, tyle że w drugą stronę.
W naładowanym akumulatorze gęstość elektrolitu wynosi (w akumulatorach stosowanych w klimacie tropikalnym: 1,23 g/cm³). Proces rozładowywania powoduje zmniejszenie stężenia elektrolitu, jego gęstości i poziomu. Kiedy w rozładowanym akumulatorze napięcie na biegunach spadnie do 1,8 V na ogniwo (10,8 V w 12-woltowym akumulatorze samochodowym), a gęstość elektrolitu do 1,18 g/cm³, akumulator należy niezwłocznie naładować.