镍镉电池是存在于负极的镉(Cd)与氢氧化钠(NaOH)中的氢氧根离子(OH-)生成化合物氢氧化镉，并使这种化合物附著在阳极上，并且能够同时释放出电子。电子顺着电线流淌到阴极，同阴极的二氧化镍和氢氧化钠溶液中的水进行反应，然后生成氢氧化镍和氢氧根离子，氢氧化镍就会吸附在阳极上，使氢氧根离子又回趟到氢氧化钠溶液中，随之氢氧化钠溶液浓度不会随著时间流失而有所改变。
镍镉电池是最早应用于手机、笔记本电脑等设备的电池种类，它具有良好的大电流放电特性、耐过充放电能力强、维护简单。镍镉电池最致命的缺点是，在充放电过程中如果处理不当，会出现严重的“记忆效应”，使得服务寿命大大缩短。所谓“记忆效应”就是电池在充电前，电池的电量没有被完全放尽，久而久之将会引起电池容量的降低，在电池充放电的过程中(放电较为明显)，会在电池极板上产生些许的小气泡，日积月累这些气泡减少了电池极板的面积也间接影响了电池的容量。当然，我们可以通过掌握合理的充放电方法来减轻“记忆效应”。
此外，镉是有毒的，因而镍镉电池不利于生态环境的保护。由于传统工艺中负极为烧结式，镉晶粒较粗，如果镍镉电池在它们被完全放电之前就重新充电，镉晶粒容易聚集成块而使电池放电时形成次级放电平台。电池会储存这一放电平台并在下次循环中将其作为放电的终点，尽管电池本身的容量可以使电池放电到更低的平台上。在以后的放电过程中电池将只记得这一低容量。同样在每一次使用中，任何一次不完全的放电都将加深这一效应，使电池的容量变得更低。
镍镉电池正极板上的活性物质由氧化镍粉和石墨粉组成，石墨不参加化学反应，其主要作用是增强导电性。负极板上的活性物质由氧化镉粉和氧化铁粉组成，氧化铁粉的作用是使氧化镉粉有较高的扩散性，防止结块，并增加极板的容量。活性物质分别包在穿孔钢带中，加压成型后即成为电池的正负极板。极板间用耐碱的硬橡胶绝缘棍或有孔的聚氯乙烯瓦楞板隔开。电解液通常用氢氧化钾溶液。与其它电池相比，NiCd电池的自放电率(即电池不使用时失去电荷的速率)适中。NiCd电池在使用过程中，如果放电不完全就又充电，下次再放电时，就不能放出全部电量。比如，放出80%电量后再充足电，该电池只能放出80%的电量。这就是所谓的记忆效应。
最后讲下镍镉电池的包装，它含有零售用的正极凸头板状，和组装用的正极平头包装这两种，他们在容量上并没有任何差异。在充电回路上也同镍氢电池相似。但是有一点不同的是，镍镉电池的记忆效应要远比镍氢电池明显。所以要确保使用寿命不受影响，那么就要在日常维护时要注意，在使用完全没电之后才可进行充电。
