Under laddningsprocessen omvandlas blysulfat (PbSO4) till blydioxid (PbO2) vid den positiva plattan och till svampigt bly (Pb) vid den negativa plattan. Omvänt, under urladdningsprocessen, omvandlas blydioxid och svampigt bly tillbaka till blysulfat.
Elektrolyten i ett blybatteri är en lösning av svavelsyra (H2SO4) och vatten. Under laddningsprocessen omvandlas svavelsyran till vatten och syrgas. Vattnet kombineras sedan med syrgasen för att återigen bilda svavelsyra under tömningsprocessen.