Trong pin lithium-ion, các ion lithium (Li+) di chuyển bên trong giữa cực âm và cực dương. Các electron chuyển động ngược chiều ở mạch ngoài. Sự di chuyển này là lý do khiến pin cung cấp năng lượng cho thiết bị vì nó tạo ra dòng điện.
Trong khi pin đang xả, cực dương sẽ giải phóng các ion lithium sang cực âm, tạo ra dòng điện tử giúp cung cấp năng lượng cho thiết bị liên quan.
Khi pin đang sạc, điều ngược lại xảy ra: các ion lithium được giải phóng ở cực âm và được nhận vào cực dương.