铅酸蓄电池的电化学表达式为：（-）Pb｜H2SO4｜PbO2（+）
铅酸蓄电池的正极活性物是二氧化铅。负极是海绵状的金属铅。因为铅特别软，而且处于导体和绝缘体之间，即半导体，所以通常会在铅里加入一定量的锑，用于新增强度和减小电阻。电解质是硫酸，在电池中起导电用途，并参加电池反应，一般会混入一些纯水稀释。
正极放电反应：PBO2+3H++HSO4+2e→PbSO4+2H2O
负极放电反应：Pb+HSO4-+2e→PbSO4+H+
电池放电反应：Pb+PbO2+2H+2HSO4→2PbSO4+2H2O
正极充电反应：PbSO4+2H2O→PBO2+3H++HSO4+2e
负极充电反应：PbSO4+H+→Pb+HSO4-+2e
电池充电反应：2PbSO4+2H2O→Pb+PbO2+2H+2HSO4
放电时，正极的二氧化铅与硫酸发生反应，生成硫化铅和水。负极的金属铅，与硫酸进行反应，生成硫化铅、带正电荷的氢离子。电池经连放电后两极物质都转化为硫酸铅，称为双硫酸盐化。正极与负极的铅夺取了电解质中的四氧化硫，电解质就转化成了水。带正电荷的氢离子就制造了电压差，电流自然而然地就出现了。
充电时，硫化铅里的四氧化硫与水结合，生成硫酸。正极、负极硫化铅中的四氧化硫被夺取后，变成了铅。正极因为缺少电离子，吸引的带正电荷的氢离子与带负电荷的氢化氧就使铅变成了二氧化铅。
