Ogniwo elektrochemiczne jest to układ składający się dwóch różnych elektrod zanurzonych w tym samym elektrolicie lub dwóch takich samych elektrod zanurzonych w różnych elektrolitach. Układ elektroda metaliczna zanurzona w elektrolicie jest nazywany półogniwem. Jeśli elektrody są zanurzone w różnych elektrolitach, to elektrolity te są połączone kluczem elektrolitycznym. Klucz elektrolityczny zapobiega mieszaniu się elektrolitów obu półogniw, ale umożliwia wymianę jonów między nimi. Elektroda, która wykonana jest z metalu posiadającego wyższy potencjał elektrochemiczny nazywana jest katodą, natomiast elektroda, której potencjał elektrochemiczny jest niższy nazywana jest anodą. Różnica potencjałów mierzona między dwoma półogniwami ogniwa otwartego, czyli ogniwa przez które nie płynie prąd elektryczny, nazywana jest siłą elektromotoryczną ogniwa. Ogniwo przez które nie płynie prąd mówimy, że znajduje się ono w stanie równowagi. Źródłem siły elektromotorycznej są reakcje przebiegające w półogniwach.

Ogniwa elektrochemiczne można podzielić na dwie grupy:
1) Ogniwa galwaniczne są to ogniwa, w których reakcje elektrochemiczne zachodzące na elektrodach przebiegają spontanicznie, co powoduje przepływ prądu przez ogniwo. Na anodzie (elektroda ujemna) zachodzi proces utleniania, a uwalniane w nim elektrony przemieszczają się od anody w kierunku katody (elektroda dodatnia) i tam są zużywane w reakcji redukcji. W ogniwie galwanicznym energia chemiczna jest zamieniana na energię elektryczną.
2) Ogniwa elektrolityczne (elektrolizery) są to ogniwa, w których przypływ elektronów między elektrodami jest wymuszony przez zewnętrzne źródło prądu podłączone do ogniwa. Powoduje to przebieg reakcji utleniania i redukcji na elektrodach.

Ogniwa galwaniczne dzielimy na:
Ogniwa pierwotne, które po wyczerpaniu nie nadają się do dalszego użytkowania (baterie nieodnawialne, np. ogniwo Leclanchego). Ogniwa wtórne, które można regenerować poprzez ładowanie np. akumulatory.
Ogniwo paliwowe jest to urządzenie, które pozwala na ciągłą przemianę energii chemicznej w energię elektryczną lub cieplną. Urządzenia te mogą produkować energię w sposób ciągły, poprzez elektrochemiczne spalanie dostarczonych paliw takich jak. np. wodór, metan. Ogniwo paliwowe pracuje aż do wyczerpania paliwa. Ogniwa paliwowe w przeciwieństwie do akumulatorów nie magazynują energii elektrycznej.