一種將化學反應的吉佈斯函數變化直接轉化為電能的裝置，習慣上稱為電池。它由正、負極和電解質組成，正、負極之間通常放有隔膜，以防止兩電極間電子直接接觸而產生內部短路。無負荷時，兩個電極之間的電位差為電池的開路電壓，它決定於電池系統的熱力學性質。如兩個電極都是可逆的，這就是電池電動勢。電池與外電路連接時（有負載時）的工作電壓總是低於開路電壓，其差值取決於電極過程動力學和電池內部的歐姆電位降損失。進行還原反應的電極，電化學上叫陰極；進行氧化反應的電極，電化學上叫陽陽極。由圖可以看出，陰極是電池的正極，陽極是電池的負極。在各種能源裝置中，化學電源的主要特點是機動、使用方便、無噪聲、對環境適應性強，十分之一克直至噸級的電池有基本相同的轉換效率，廣泛用於通訊、國防以及人們日常生活等各個領域。
比能量、比功率、貯存壽命和蓄電池的充放電循環次數等是化學電源的重要指標，是選用化學電源的主要依據。據統計，目前電池品種已超過一百，常用的也有四十多種，但還遠不能滿足科學技術發展的要求。化學電源一直是電化學研究中的一個重要方向。
化學電源種類繁多，大體上可分為原電池、蓄電池和燃料電池三大類。