Bateri litium biasanya terdapat dalam dua bentuk: silinder dan persegi. Bahagian dalam bateri menggunakan struktur penggulungan lingkaran, yang dipisahkan antara elektrod positif dan negatif dengan bahan pengasingan filem polietilena yang sangat halus dan sangat telap. Elektrod positif termasuk pengumpul arus yang terdiri daripada litium kobalt oksida (atau nikel litium kobalt mangan, litium manganat, litium ferus fosfat, dll.) dan kerajang aluminium. Elektrod negatif terdiri daripada pengumpul arus yang terdiri daripada bahan karbon bergrafit dan kerajang kuprum. Bateri diisi dengan larutan elektrolit organik. Ia juga dilengkapi dengan injap keselamatan dan elemen PTC (penggunaan separa silinder) untuk melindungi bateri daripada kerosakan sekiranya berlaku keadaan tidak normal dan litar pintas keluaran.
Voltan bateri litium sel tunggal ialah 3.7V (3.2V untuk elektrod positif litium ferus fosfat), dan kapasiti bateri tidak terhingga, jadi selalunya perlu untuk siri dan selari bateri litium sel tunggal untuk bertemu keperluan acara yang berbeza.