铅蓄电池充电原理基于阳极(PbO2)与阴极(Pb)浸入电解液(稀硫酸)中，两极间产生2V电力。充放电过程中，阴阳极及电解液发生变化。
放电反应为：PbO2 + 2H2SO4 + Pb ---> PbSO4 + 2H2O + PbSO4。过氧化铅中的铅(Pb)化合价降低，被还原，负电荷流动海绵状铅中Pb的化合价升高，正电荷流动。
充电反应为：PbSO4 + 2H2O + PbSO4 ---> PbO2 + 2H2SO4 + Pb。第一个硫酸铅中Pb的化合价升高，被氧化，正电荷流入正极第二个硫酸铅中Pb的化合价降低，被还原，负电荷流入负极。
放电中，稀硫酸与阳、阴极板活性物质反应生成硫酸铅。放电越久，硫酸浓度越稀薄。通过电解液硫酸浓度（比重）测得放电量或剩余电量。
充电时，放电产生的硫酸铅分解还原为硫酸、铅及过氧化铅，电解液浓度逐渐增加，比重上升，活性物质还原至可供电状态。当硫酸铅还原成原始活性物质，充电完成。充电后期，电流几乎用于水的电解，电解液减少，应补充纯水。
