电化学电容器主要由电极、电解质和隔膜组成。其中，电极包括电极活性材料和集电极两部分。

集电极的作用是降低电极的内阻，要求它与电极接触面积大，接触电阻小，而且耐腐蚀性强，在电解质中性能稳定，不发生化学反应。集电极材料的选择主要根据所采用的电解质。通常，酸性电解质可以使用钛材料，碱性电解质可以使用镍材料，而有机电解质等可以使用廉价的铝材料。

隔膜的作用是在防止两个电极物理接触的同时允许离子通过。隔膜的电阻与其厚度成正比，与孔隙率成反比。为了降低电容器的ESR，对隔膜的要求是：①超薄；②高孔隙率；③高强度。通常使用的材料有玻璃纤维和聚丙烯膜等。

电化学电容器主要有两种结构形式。一种是三明治叠层结构的纽扣式电容器；另一种是将电极片和隔膜卷绕起来形成的卷绕式电容器。两种电容器各有优缺点，具体来说，卷绕式电容器电极易于制备，且可以容纳大面积电极，但是封装密度低，且多个电容器单元串联时占用空间较大，难以在较小的体积内获得较高工作电位。纽扣式电容器的封装密度高，而且其形状和结构便于多个电容器的串联以满足对高电压的需要，但难以容纳大面积电极，而且封装外壳需要承受较大压力。