Kao i sve baterije, olovna baterija za pohranu koristi kemijsku reakciju za pohranu i generiranje električne energije. Olovne baterije koriste olovo i olovni oksid za katodu i anodnu komponentu baterije i sumpornu kiselinu za elektrolit. Ove su baterije jednostavne i jeftine za proizvodnju, mogu osigurati visoko vršno pražnjenje i mogu se puniti. Oni, međutim, ne drže toliko energije po jedinici težine kao modernije baterije. Ova vrsta baterije se naširoko koristi za napajanje električnih pokretača motornih vozila u drugim primjenama gdje je cijena veći faktor od težine.
Sve baterije koriste katodu i anodu, napravljene od tvari koje bi međusobno izmjenjivale elektrone kako bi postigle uravnoteženo stanje da nije prisutnost otopine elektrolita koja inhibira ovaj prijenos elektrona. Kada se struja povlači iz baterije, elektroni mogu teći između dva pola, od anode do katode, i odvija se inhibirana kemijska reakcija. Nijedan elektrolit ne može savršeno izolirati anodu i katodu, pa se sve baterije s vremenom polako gube. Većina olovnih baterija za pohranu koristi više ćelija, tako da se ista kemijska reakcija odvija u svakoj ćeliji u isto vrijeme, što je proces koji povećava potencijal vršnog pražnjenja baterije dok smanjuje ukupnu snagu koju može pohraniti.
U olovnoj bateriji za pohranu, i anoda i katoda kemijski djeluju i s otopinom elektrolita. U napunjenoj bateriji anoda se sastoji od olova, a katoda od olovnog oksida. Kako se baterija prazni, obje elektrode se pretvaraju u olovni sulfat, budući da elektrolitska kupka postaje sve manje kisela, sve dok u otopini ne ostane samo voda. Ovaj proces je obrnut kada se olovna baterija za pohranu napuni, a pri punom napunjenju, otopina elektrolita olovno-kiselinske baterije je vrlo kisela kupka od jedne trećine sumporne kiseline.
Ova vrsta baterija je relativno jednostavna za proizvodnju, jer su svi potrebni materijali u izobilju. Međutim, zbog relativno malog omjera snage i težine u olovnoj bateriji za pohranu, moraju se napraviti neki kompromisi u njihovom dizajnu. Baterije dizajnirane da isporučuju veliku količinu struje, kao što su one koje se koriste za pokretanje motornih vozila, moraju se izraditi kombiniranjem mnogo manjih baterijskih ćelija sa širokim, tankim, krhkim elektrodama. Kada je potrebno napajanje tijekom duljeg vremenskog razdoblja, olovne baterije moraju sadržavati manje, ali veće i izdržljivije ćelije. Takva olovna baterija bila bi loš izbor za pokretanje vozila, ali izvrstan za osiguravanje male količine prijenosne energije za računalne rezervne uređaje ili za uređaje kao što su električne kosilice, koji nikada ne moraju putovati daleko od izvora napajanja.