鎳氫電池正極活性物質為Ni（OH）2（稱NiO電極），負極活性物質為金屬氫化物，也稱儲氫合金（電極稱儲氫電極），電解液為6mol/L氫氧化鉀溶液。活性物質構成電極極片的工藝方式重要有燒結式、拉漿式、泡沫鎳式、纖維鎳式及嵌滲式等，不同工藝制備的電極在容量、大電流放電性能上存在較大差異，一般根據使用條件不同的工藝生產電池。通訊等民用電池大多采用拉漿式負極、泡沫鎳式正極構成電池。充放電化學反應如下[1]：

正極：Ni（OH）2+OH-=NiOOH+H2O+e-

負極：M+H2O+e-=MHab+OH-

總反應：Ni（OH）2+M=NiOOH+MH

注：M：氫合金；Hab：吸附氫；反應式從左到右的過程為充電過程；反應式從右到左的過程為放電過程。

鎳氫電池在使用時應注意維護。

（1）使用過程忌過充電。在循環壽命之內，使用過程切忌過充電，這是因為過充電容易使正、負極發生膨脹，造成活性物脫落和隔膜損壞，導電網絡破壞和電池歐姆極化變大等問題。

（2）防止電解液變質。在鎳氫電池循環壽命期，應抑制電池析氫。

（3）鎳氫電池的存放。保存鎳氫電池應在充足電后，假如在電池中沒有儲存電能的情況下長期保存電池，將使電池負極儲氫合金的功能減弱，并導致電池壽命減短。

（4）電量用盡后充電。鎳氫電池和鎳鎘電池相同，都有記憶效應，即假如放電途中在電池還殘存電能的狀態下反復充電使用，電池很快就不能用了。