伏打電堆是由幾組圓板對堆積而成，每一組圓板包括兩種不同的金屬板。所有的圓板之間夾放著幾張鹽水泡過的布，潮濕的布具有導電的功能。伏打進一步試驗不同金屬對所產生的電動勢效果，得到以下的關系；
Zn -- Pb -- Sn -- Fe -- Cu -- Ag -- Au
同時他也試過不同的導電液，后來就用稀硫酸液代替鹽水。至于電堆的原理，伏打則認為是由于金屬接觸的機械原因所導致的，一直到后來赫爾姆霍茲才指出這是錯誤，而認為這是化學作用所引起的。 在不同金屬與電解質溶液間兩兩接觸之后，溶液中的離子形成定向移動從而產生電流。1800年伏打將十幾年研究成果，寫成一篇論文《論不同金屬材料接觸所激發的電》，寄給英國皇家學會，不幸受到當時皇家學會負責論文工作的一位秘書尼克爾遜有意的擱置，后來伏打以自己名義發表，終于使尼克爾遜的竊取行為遭受學術界的唾棄。
伏打電池的原理
伏打電池的原理為：在食鹽水中， 金屬鋅和金屬銀的電勢不同，存在一個電勢差，當金屬鋅和金屬銀之間以一個導體（通常為金屬）聯通時，電子就會從電勢低的一段端向電勢高的一端移動，形成電流，而使電路中的電燈泡發亮。伏打電池中電極的電動勢通常通過能斯特方程來計算。
影響伏打電池工作效率的因素有很多，比如電極材料， 電極狀態，電解質溶液種類，電解質溶液濃度， 鹽橋等都會對伏打電池的工作效率產生影響。鹽橋的主要作用是可以減小不同電解質之間的液接電勢。
在伏打之前，人們只能應用摩擦發電機，運用旋轉以發電，再將電存放在萊頓瓶中，以供使用，這種方式相當麻煩，所得的電量也受限制。伏打電池的發明改進了這些缺點，使得電的取得變成非常方便，電氣所帶來的文明，伏打電池是一個重要的起步，他帶動后續電氣相關研究的蓬勃發展，后來利用電磁感應原理的電動機，和發電機研發成功也得歸功於它，而發電機之后電氣文明的開始，導致第二次產業革命改變人類社會的結構。
丹麥丹尼爾（J.F.Daniell）和勒克蘭社（Leclanche） 發明鉛電池。 西元1859年，普蘭特（R.L.G.Plante）發明鉛蓄電池。
英國的化學家漢弗萊·戴維（Humphry Davy 1778..1829）后續 的研究發現了幾種堿金屬，導致電氣化學工業的興起。 戴維在電流的磁效應上面的研究有過重要的貢獻，著名的物理大師法拉第，曾經在戴維實驗室當助理學習。
伏打電堆（電池）的發明，提供了產生恒定電流的電源——化學電源，使人們有可能從各個方面研究電流的各種效應。從此，電學進入了一個飛速發展的時期——電流和電磁效應的新時期。
直到現在，我們用的干電池就是經過改良后的伏打電池。干電池中用氯化銨的糊狀物代替了鹽水，用石墨棒代替了銅板作為電池的正極，而外殼仍然用鋅皮作為電池的負極。
伏打電池的優點
伏打電池雖然實用價值不大，但它有明顯的優點：
（1）結構很簡單；
（2）取材容易；
（3）工藝要求不高。
伏打電池的電流為何很快減小
若用伏打電池給小燈泡供電做演示實驗。在這個實驗中，小燈泡發亮，但很快就暗下來了，這表明通過燈絲的電流迅速地減弱。 為什么會出現這種現象呢？
要回答這個問題，還是先看看伏打電池的工作情況。在伏打電池里，鋅板浸在稀硫酸溶液里，帶正電荷的鋅離子（Zn2+）進入溶液，把電子留在鋅板上，使鋅板帶負電。脫離鋅板的鋅離子由于受到鋅板上負電荷的靜電吸引作用，而聚集于接觸面周圍的非常狹小的區域內，結果在鋅板與溶液之間形成電偶極層。
電偶極層的電勢差達到最大值，即鋅與稀硫酸的接觸電動勢，約為0.76伏。浸在稀硫酸溶液里的銅板，使得溶液里的氫離子（H+），吸收銅板上的電子，成為氫氣上升到液面逸出，銅板上因失去電子而帶正電。溶液中的硫酸根離子由于受到銅板上正電荷的靜電吸引作用，而聚集于接觸面周圍的狹小區域內，結果在銅板與溶液之間形成另一個電偶極層。電偶極層的電勢差達到最大值，即銅與稀硫酸的接觸電動勢，約為0.34伏。所以，當取銅板和鋅板為伏打電池的正負極時，電動勢等于兩個接觸電動勢之和，即0.76伏+0.34伏=1.10伏。
當在伏打電池的外電路接上一個小燈泡時，起初小燈泡很亮，通過的電流比較大。在通過電流的過程中，兩個極板上的凈電荷減少，電偶極層處的電場強度減弱，但化學反應不斷進行，銅板上的氫氣泡大量產生，來不及上升，而附著在銅板的外表面上。
氫氣是絕緣體。銅板上的氫氣泡，一方面減少了銅與溶液的接觸面積，由電阻定律可知電池的內電阻增大；另一方面，銅板上有了一層氫氣泡以后，跟稀硫酸溶液接觸的不再是銅，而是氫，這就改變了正極板的性質。氫跟稀硫酸的接觸電動勢很小，通常看做等于零。這樣電池的電動勢等于鋅跟稀硫酸的接觸電動勢與氫跟稀硫酸的接觸電動勢之和，約為0.76伏。所以由于氫氣泡在銅板上的集聚，電池的電動勢減少，內電阻增大，流過小燈泡的電流迅速減少。（當然氫離子濃度減小，也有一定的影響。） 為了減少因氫氣泡集聚而引起的極化現象，通常加入去極化劑重鉻酸鉀。