เช่นเดียวกับแบตเตอรี่ทั้งหมดแบตเตอรี่เก็บตะกั่วใช้ปฏิกิริยาเคมีเพื่อเก็บและสร้างพลังงานไฟฟ้า แบตเตอรี่ตะกั่วใช้ตะกั่วและตะกั่วออกไซด์สำหรับแคโทดและส่วนประกอบแอโนดของแบตเตอรี่และกรดซัลฟูริกสำหรับอิเล็กโทรไลต์ แบตเตอรี่เหล่านี้ผลิตได้ง่ายและราคาไม่แพงสามารถให้คายประจุได้สูงและสามารถชาร์จใหม่ได้ อย่างไรก็ตามพวกเขาไม่ถือพลังงานมากเท่าน้ำหนักต่อหน่วยของน้ำหนักเหมือนกับแบตเตอรี่ที่ทันสมัยกว่า แบตเตอรี่ชนิดนี้ใช้อย่างกว้างขวางในการจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับยานยนต์ในแอพพลิเคชั่นอื่น ๆ ซึ่งมีค่าใช้จ่ายมากกว่าปัจจัยน้ำหนัก
แบตเตอรี่ทั้งหมดใช้แคโทดและขั้วบวกทำจากสสารที่แลกเปลี่ยนอิเล็กตรอนด้วยกันเพื่อให้เกิดสภาวะสมดุลถ้าไม่ได้มีสารละลายอิเล็กโทรไลต์ที่ยับยั้งการถ่ายโอนอิเล็กตรอนนี้ เมื่อกระแสไฟฟ้าถูกดึงออกมาจากแบตเตอรี่อิเล็กตรอนจะได้รับอนุญาตให้ไหลระหว่างขั้วทั้งสองจากขั้วบวกไปยังขั้วลบและเกิดปฏิกิริยาเคมีที่ถูกยับยั้ง ไม่มีอิเล็กโทรไลต์สามารถป้องกันขั้วบวกและแคโทดได้อย่างสมบูรณ์แบบดังนั้นแบตเตอรี่ทั้งหมดจึงสูญเสียประจุช้าเมื่อเวลาผ่านไป แบตเตอรี่เก็บตะกั่วส่วนใหญ่ใช้หลายเซลล์เพื่อให้ปฏิกิริยาเคมีเดียวกันเกิดขึ้นในแต่ละเซลล์ในเวลาเดียวกันกระบวนการที่เพิ่มศักยภาพในการคายประจุสูงสุดของแบตเตอรี่ในขณะที่ลดพลังงานทั้งหมดที่สามารถจัดเก็บได้
ในแบตเตอรี่เก็บตะกั่วทั้งขั้วบวกและแคโทดมีปฏิกิริยาทางเคมีกับสารละลายอิเล็กโทรไลต์เช่นกัน ในแบตเตอรี่ที่ชาร์จไฟขั้วบวกจะประกอบด้วยตะกั่วและแคโทดของตะกั่วออกไซด์ เมื่อแบตเตอรี่หมดประจุอิเล็กโทรดทั้งสองจะถูกเปลี่ยนเป็นตะกั่วซัลเฟตเนื่องจากอิเล็กโตรไลต์จะมีสภาพเป็นกรดน้อยลงจนกระทั่งมีน้ำเหลืออยู่ในสารละลาย กระบวนการนี้จะย้อนกลับเมื่อมีการชาร์จแบตเตอรี่สำหรับการจัดเก็บตะกั่วและสารละลายอิเล็กโตรไลต์ของแบตเตอรี่ตะกั่วกรดจะถูกอาบน้ำอย่างเป็นกรดของกรดซัลฟิวริกหนึ่งในสาม
แบตเตอรี่ชนิดนี้ค่อนข้างง่ายต่อการผลิตเนื่องจากวัสดุที่จำเป็นทั้งหมดมีอยู่มากมาย เนื่องจากอัตราส่วนพลังงานต่อน้ำหนักค่อนข้างต่ำในแบตเตอรี่จัดเก็บข้อมูลตะกั่วอย่างไรก็ตามการประนีประนอมบางอย่างต้องทำในการออกแบบ แบตเตอรี่ที่ออกแบบมาเพื่อส่งกระแสไฟฟ้าจำนวนมากเช่นที่ใช้ในการสตาร์ทรถยนต์จะต้องทำโดยการรวมเซลล์แบตเตอรี่ขนาดเล็กจำนวนมากเข้ากับขั้วไฟฟ้าที่บางและกว้าง เมื่อต้องการพลังงานเป็นระยะเวลานานแบตเตอรี่จัดเก็บตะกั่วจะต้องมีเซลล์น้อยลง แต่มีขนาดใหญ่ขึ้นและคงทนมากขึ้น แบตเตอรี่สำหรับจัดเก็บตะกั่วเช่นนี้เป็นตัวเลือกที่ไม่ดีสำหรับยานพาหนะสตาร์ท แต่ยอดเยี่ยมสำหรับการจัดหาพลังงานแบบพกพาจำนวนเล็กน้อยสำหรับอุปกรณ์สำรองข้อมูลคอมพิวเตอร์หรือสำหรับเครื่องใช้ไฟฟ้าเช่นเครื่องตัดหญ้าไฟฟ้า
