铅蓄电池由正极板群、负极板群、电解液和容器等组成。正极板是棕褐色的二氧化铅（PbO2），负极板是灰色的绒状铅（Pb），当两极板放置在浓度为27%～37%硫酸(H2SO4)水溶液中时，极板的铅和硫酸发生化学反应。

铅酸蓄电池充、放电化学反应的原理方程式如下：

正极：PbO2 2e SO4 2- 4H == PbSO4 2H2O

负极：Pb -2e SO4 2- == PbSO4

总反应：PbO2 2 H2SO4 Pb == 2 PbSO4 2H2O

铅酸蓄电池充电时极板上的硫酸铅分别变成海绵状铅和氧化铅，固定在其中的硫酸根离子释放到电解液，电解液中的硫酸浓度不断变大；反之放电时阳极中的氧化铅和阴极板上的海绵状铅与电解液中的硫酸发生反应变成硫酸铅，而电解液中的硫酸浓度不断降低。当铅酸蓄电池充电不足时，阴阳两极板的硫酸铅不能完全转化变成海绵状铅和氧化铅，如果长期充电不足，则会造成硫酸铅结晶，使极板硫化，电池品质变劣；反之如果电池过度充电，阳极产生的氧气量大于阴极的吸附能力，使得蓄电池内压增大，导致气体外溢，电解液减少，还可能导致活性物质软化或脱落，电池寿命大大缩短。