任何自發的氧化還原反應(Δ_rG_m＜0)均為電子從還原劑轉移到氧化劑的過程。例如將Zn片插入H₂SO₄溶液中，Zn與H₂SO₄便發生下列反應：

Zn(s)＋2H (aq)=Zn² (aq)＋H₂(g)

由于Zn和H₂SO₄直接接觸，電子從Zn原子直接轉移給H 離子，因而得不到有序的電子流。隨著氧化還原反應的進行，溶液溫度將有所升高，即反應中放出的化學能轉變為熱能。

在盛有ZnSO₄溶液的燒杯中放入Zn片，在另一燒杯中將鍍有鉑黑的鉑片放入稀硫酸溶液中，并于25℃下不斷通入純氫氣以使鉑黑吸附達到飽和。用鹽橋把兩個燒杯聯通起來，當接通外電路時，發現有電流通過。這種借助氧化還原反應將化學能直接轉變成電能的裝置稱為原電池。

鋅電極發生反應是：

Zn(s)=Zn2 (aq)＋2e^- 負極(也叫陽極)

其電子流向外電路的電極稱為負極，所以這里Zn電極為負極(又因為發生氧化反應的叫陽極，所以Zn電極也叫陽極)。

氫電極發生的反應是：

2H (aq)＋2e^-=H₂(g) 正極(也叫陰極)

接受從外電路流入的電子的電極稱為正極，所以這里氫電極為正極(又因為發生還原反應的叫陰極，所以氫電極也叫陰極)。

電池總反應是將正、負極反應按得失電子相等的原則合并得到：

Zn(s)＋2H (aq)=Zn² (aq)＋H₂(g)

由上例可見，任何一個自發進行的氧化還原反應原則上都可以組成原電池。氧化劑與其對應的被還原的產物(如H 和H₂)組成電池的正極，還原劑與其被氧化的產物(如Zn與Zn² )組成電池的負極：

原電池的裝置也可用電池符號來表示，例如上述原電池的電池符號為

習慣上把電池的負極寫在左邊，正極寫在右邊，以“|”表示相界面，以“ ”表示鹽橋。

半電池中必須包含兩類物質，一類是還原態物質，另一類是相應的氧化態物質。氧化態物質與還原態物質組成氧化還原電對，簡稱電對，以“氧化態/還原態”來表示。例如鋅電極的電對為Zn² /Zn，這類電極稱金屬電極。

非金屬元素及其離子組成非金屬電極。例如，電對：H /H₂，電極符號為H |H₂，Pt，這里Pt不參加電極反應，只起吸附氣體和傳遞電子的作用，所以叫惰性電極。有時也可用石墨等作惰性電極。

同一種金屬的不同價態的離子也可組成氧化還原電極。例如電對：

在金屬表面覆蓋一層該金屬的難溶鹽，然后浸入含有該難溶鹽的負離子的溶液中，可構成難溶鹽電極。如：電對：AgCl/Ag，電極符號為Ag|AgCl，Cl^-；甘汞電極的電對：Hg₂Cl₂/Hg，電極符號為Pt，Hg(1)|Hg₂Cl₂，Cl^-。