如前所述，鋁燃料電池是以鋁的“燃燒”產生電能。這里所說的“燃燒”實際上就是鋁溶解于堿性溶液（電解質）中變鋁離子（Al→Al+3+3e），放出3個電子（3e），是陽極，電子向陰極“跑”與空氣中的氧之間的簡單電化學反應放出能量產生電流的過程。我們可以認為燃料電池是一個“工廠”，它將燃料（鋁）輸送進來，同時將產生的電輸出，只要有鋁存在就會源源不斷地產生電，這是燃料電池與傳統電池的根本區別，雖然它們都依賴于電化學原理而工作。鋁燃料電池由鋁板陽極、空氣板陰極和電解液組成。電解液一般為堿性溶液。鋁燃料電池工作時還需要催化劑的催化作用，在催化劑的催化作用下發生化學反應而發電的一種化學電源。

對原電池如鋁燃料電池來說，鋁釋放電子，變成離子，鋁是陽極，空氣為陰極，陽極與陰極接通后，電子從陰極跑向陽極，而對普通的電池來說，有正、負極之分，電流從正極流向負極。鋁燃料電池為鋁電解的逆過程。

鋁燃料電池系統的運轉，空氣從左邊進入，過濾清洗后流入鋁燃料電池堆（鋁空電池堆）陰極，這是靠前步，也就是說要準備好足夠的陽極鋁板和供給氧的空氣陰極板，以供給足夠的氧；第二步是發生電化學反應，一旦發生電化學反應就會產生電流，電流大小與電化學反應速度息息相關，速度越快，產生的電流越多，為此，我們借助催化劑及精細的反應區域設計來提高反應速度；第三步是離子或電子傳輸，過程中發生的電化學反應將產生或消耗離子和電子，鋁電極產生的離子被另一邊空氣（氧）電極消耗，電子也一樣，為了保持電荷平衡，必須把它們從產生的區域傳輸到它們消耗的區域，一旦用電線把它們連接起來，電子就會從一個電極流向另一個電極，然而離子的流動就比電子困難得多，因為它比電子大得多，也重不少，必須靠電解質傳輸，鋁燃料電池用的電解質為堿性溶液。第四步，生成物排出，任何一種燃料電池，除了產生電至少還會生成一種反應物，即使較簡單的氫-氧燃料電池也會生成水，鋁燃料電池會產生Al（OH）3，必須及時從電池中排出，否則就會在電池中隨著時間延長而積累，阻礙鋁與氧反應，較終電池會“窒息”而死。

鋁燃料電池有運轉的五要素：陽極、陰極、電解質、催化劑、反應生成物，將于下一文中一一介紹。現在，鋁燃料電池已形成一個非常好的閉路循環。

鋁燃料電池技術大致可歸納為：是一種直接的電化學能量轉換裝置，通過電化學反應直接把能量從一種形式（化學能）轉換成另一種能形式——電能；鋁燃料電池不像一般的電池，不會耗盡，而更像一個“工廠”，只要有燃料供給就會源源不斷地產生電；鋁燃料電池必須有陰陽兩個電極，并被電解質一分為二；鋁燃料電池的功率取決于其尺寸，能量取決于它的燃料存儲量；電化學系統必須包含兩個成對的半反應：氧化反應和還原反應，氧化反應釋放電子，還原反應消耗電子；氧化反應發生在陽極鋁電極，還原反應發生在陰極電極氧；鋁燃料電池中產生的4個主要步驟為：燃料鋁和氧這兩個反應物輸送、電化學反應、離子和電子傳導、生成物Al(OH)3排除；用電流-電壓曲線評估鋁燃料電池性能，它表示在一個給定的電流負載下鋁燃料電池的輸出電壓；由于損耗，實際的鋁燃料電池性能總比理想的燃料電池差，主要損耗類型：活化損耗，歐姆（電阻）損耗，濃度損耗。

鋁燃料電池與其他電池的性能對比見表1，由表中的數據可見，鋁燃料電池的綜合性能顯著優于其他電池的。

在表1引入的9個定量指標中，較重要的是能量密度和功率密度，現在對它們作一解釋，以便加深對鋁燃料電池的認識。能量被定義為做功的能力，常用單位為J（焦耳）或Cal（卡路里或卡）；功率被定義為能量消耗或產生的速率，它的典型單位是W（瓦特或瓦），表示每秒鐘消耗或產生的能量，1W=1J/s，由此可知，能量=功率×時間。

體積功率密度是指每單位體積（cm3、m3、L）的器件可提供的功率量，其典型單位為W/cm3或kW/m3。質量功率密度或比功率是指每單位質量的器件提供的功率量，其典型單位是W/g或kW/kg。