锂离子电池有聚合物锂离子电池、钴酸锂离子电池、三元锂离子电池和磷酸铁锂离子电池等。它们各自制造使用的重要材料：正极材料、负极材料、隔膜和电解质。
在正极材料当中，最常用的材料有钻酸锂，锰酸锂，磷酸铁锂和三元材料（镍钻锰的聚合物）。正极材料占有较大比例（正负极材料的质量比为3：1~4：1），因为正极材料的性能直接影响着锂离子电池的性能，其成本也直接决定电池成本高低。
在负极材料当中，目前负极材料重要以天然石墨和人造石墨为主。正在探索的负极材料有氮化物、PAS、锡基氧化物、锡合金、纳米负极材料，以及其他的一些金属间化合物等。负极材料作为锂离子电池四大组成材料之一，在提高电池的容量以及循环性能方面起到了重要用途，处于锂离子电池产业中游的核心环节。
市场化的隔膜材料重要是以聚乙烯（polyethylene，PE）、聚丙烯（polypropylene，PP）为主的聚烯烃（Polyolefin）类隔膜。锂离子电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的用途。
电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料，在一定条件下、按一定比例配制而成的。电解液在锂离子电池正、负极之间起到传导离子的用途，是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。