Setiap baterai membutuhkan dua elektroda – anoda dan katoda – dan elektrolit. Elektron mengalir antara elektroda di luar baterai dan melalui elektrolit di dalamnya. Sirkuit tertutup yang dibuat oleh dua aliran elektron ini menggunakan energi kimia elektrolit dan menghasilkan tenaga listrik dalam prosesnya. Proses ini sama, apakah itu terjadi di baterai alkaline atau baterai seng-karbon.
Dalam baterai alkaline, anoda, atau elektroda negatif baterai, terbuat dari bubuk seng. Seng digunakan dalam bentuk bubuk karena butiran memiliki luas permukaan yang tinggi, memungkinkan peningkatan laju reaksi dan aliran elektron yang lebih tinggi. Kadang-kadang, seng oksida ditambahkan untuk membatasi korosi anoda.
Mangan dioksida digunakan sebagai katoda, atau elektroda positif. Ini terjadi di alam sebagai mineral pyrolusite dan biasanya digunakan dalam bentuk bubuk juga. Grafit juga ditambahkan ke katoda, untuk meningkatkan konduktivitasnya.
Kalium hidroksida digunakan sebagai elektrolit dalam baterai alkaline, bukan amonium klorida atau seng klorida — elektrolit yang umumnya digunakan dengan baterai seng-karbon. Senyawa ini juga dikenal sebagai caustic potash atau potash lye. Meskipun baterai alkaline terkandung dalam casing, baterai tersebut masih mampu membocorkan kalium hidroksida, yang diketahui dapat menyebabkan iritasi mata dan kulit.
Selain itu, baterai termasuk pemisah. Komponen ini berfungsi untuk memisahkan elektrolit antara elektroda positif dan negatif.
Jika dibandingkan dengan baterai seng-karbon, pesaing utamanya, baterai alkaline memiliki kepadatan energi yang lebih tinggi, serta umur simpan yang lebih lama. Namun, ia memiliki resistansi internal yang tinggi. Semakin cepat baterai terkuras, semakin rendah kapasitas atau beban yang dapat ditangani baterai.
Ada berbagai macam baterai alkaline yang dapat diisi ulang. Secara kimia, baterai ini sama dengan jenis alkaline lainnya, tetapi dapat menahan daya untuk jangka waktu yang lebih lama daripada jenis baterai isi ulang non-alkali lainnya. Ada juga klaim bahwa mungkin untuk mengisi ulang baterai biasa dalam kondisi yang sangat spesifik, tetapi dianggap berbahaya.