Lithium rafhlöður koma venjulega í tveimur gerðum: sívalur og ferningur. Inni í rafhlöðunni er spíralvindabygging, sem er aðskilin á milli jákvæðu og neikvæðu rafskautanna með mjög fínu og mjög gegndræpi pólýetýlenfilmu einangrunarefni. Jákvæða rafskautið inniheldur straumsafnara sem samanstendur af litíum kóbalt oxíði (eða nikkel litíum kóbalt mangan, litíum manganat, litíum járn fosfat osfrv.) og álpappír. Neikvæða rafskautið samanstendur af straumsafnara sem samanstendur af grafítuðu kolefnisefni og koparþynnu. Rafhlaðan er fyllt með lífrænni raflausn. Það er einnig búið öryggisloka og PTC-einingu (að hluta til sívalur notkun) til að vernda rafhlöðuna gegn skemmdum við óeðlilegar aðstæður og skammhlaup.
Spenna einfruma litíum rafhlöðu er 3,7V (3,2V fyrir jákvæða rafskaut litíumjárnfosfats) og rafhlaðan er ekki óendanleg, svo það er oft nauðsynlegt að raða og samhliða einfrumu litíum rafhlöðunni til að mæta kröfur mismunandi tilvika.