任何自发的氧化还原反应(ΔrGm＜0)均为电子从还原剂转移到氧化剂的过程。例如将Zn片插入H2SO4溶液中，Zn与H2SO4便发生下列反应：
Zn(s)＋2H (aq)=Zn2 (aq)＋H2(g)
由于Zn和H2SO4直接接触，电子从Zn原子直接转移给H 离子，因而得不到有序的电子流。随着氧化还原反应的进行，溶液温度将有所升高，即反应中放出的化学能转变为热能。
在盛有ZnSO4溶液的烧杯中放入Zn片，在另一烧杯中将镀有铂黑的铂片放入稀硫酸溶液中，并于25℃下不断通入纯氢气以使铂黑吸附达到饱和。用盐桥把两个烧杯联通起来，当接通外电路时，发现有电流通过。这种借助氧化还原反应将化学能直接转变成电能的装置称为原电池。
锌电极发生反应是：
Zn(s)=Zn2 (aq)＋2e- 负极(也叫阳极)
其电子流向外电路的电极称为负极，所以这里Zn电极为负极(又因为发生氧化反应的叫阳极，所以Zn电极也叫阳极)。
氢电极发生的反应是：
2H (aq)＋2e-=H2(g) 正极(也叫阴极)
接受从外电路流入的电子的电极称为正极，所以这里氢电极为正极(又因为发生还原反应的叫阴极，所以氢电极也叫阴极)。
电池总反应是将正、负极反应按得失电子相等的原则合并得到：
Zn(s)＋2H (aq)=Zn2 (aq)＋H2(g)
由上例可见，任何一个自发进行的氧化还原反应原则上都可以组成原电池。氧化剂与其对应的被还原的产物(如H 和H2)组成电池的正极，还原剂与其被氧化的产物(如Zn与Zn2 )组成电池的负极：
原电池的装置也可用电池符号来表示，例如上述原电池的电池符号为
习惯上把电池的负极写在左边，正极写在右边，以“|”表示相界面，以“ 
”表示盐桥。
半电池中必须包含两类物质，一类是还原态物质，另一类是相应的氧化态物质。氧化态物质与还原态物质组成氧化还原电对，简称电对，以“氧化态/还原态”来表示。例如锌电极的电对为Zn2 /Zn，这类电极称金属电极。
非金属元素及其离子组成非金属电极。例如，电对：H /H2，电极符号为H |H2，Pt，这里Pt不参加电极反应，只起吸附气体和传递电子的作用，所以叫惰性电极。有时也可用石墨等作惰性电极。
同一种金属的不同价态的离子也可组成氧化还原电极。例如电对：
在金属表面覆盖一层该金属的难溶盐，然后浸入含有该难溶盐的负离子的溶液中，可构成难溶盐电极。如：电对：AgCl/Ag，电极符号为Ag|AgCl，Cl-；甘汞电极的电对：Hg2Cl2/Hg，电极符号为Pt，Hg(1)|Hg2Cl2，Cl-。