电池的电压是电池的基本特性，它是由电池内的化学反应、电池成分的浓度以及电池的极化决定的。根据平衡条件计算出的电压通常称为标称电池电压。实际上，标称电池电压不容易测量，但对于实际电池系统（其中过电压和非理想效应较低），开路电压是标称电池电压很好的近似值。
由于大多数化学反应产生的电势（电压）约为 2V，而负载所需的电压通常较大，因此在大多数电池中，许多单独的电池单元串联在一起。例如，在铅酸电池中，每个电池的电压约为2V。6个电池连接起来形成典型的 12V 铅酸电池。
放电时电压变化
由于极化效应，电流流动下的电池电压可能与平衡或开路电压有很大不同。电池技术的一个关键特征是电池电压在放电条件下如何变化，这既是由于平衡浓度效应，也是由于极化。下面显示了几种不同电池系统的电池放电和充电曲线。由于在充电过程中遇到的较高电压下可能存在额外的反应，因此放电和充电曲线不一定是对称的。
图：几种不同类型电池的电压随充电状态的变化。
终止电压
在许多电池类型中，包括铅酸电池，电池不能放电到一定水平以下，否则可能会对电池造成永久性损坏。该电压称为“终止电压”，取决于电池的类型、温度和电池的放电速率。
根据电压测量充电状态
虽然放电时电池电压的降低是电池的一个消极方面，会降低其效率，但这种降低的一个实际方面（如果它近似线性）是在给定温度下，电池可用于近似状态电池充电。在电池电压在电池充电状态的某个范围内不是线性的或者电压随 BSOC 快速变化的系统中，确定 BSOC 会更加困难，因此充电也会更加困难。然而，随着放电率保持更恒定的电压的电池系统将具有更高的电压效率，并且更容易用于驱动电压敏感负载。
温度对电压的影响
电池电压会随着系统温度的升高而增加，可以通过能斯特方程计算出电池的平衡电压。