镍氢电池正极活性物质为氢氧化镍(称氧化镍电极)，负极活性物质为金属氧化物，也称贮氢合金(电极称贮氢电极)，电解液为6N氢氧化钾，在电池充放电过程中的电池反应。

其中，M表示贮氢合金材料。

电池的开路电压为： 1.2V～1.3V、因贮氢材料和制备工艺不同而有所不同。过充电时，两极上的反应为：

氧化镍电极上： 4OH`- 4e — 2H2O十O2

贮氢电极上； 2H2O+O2+4e —4 OH`

电池过充电时的总反应：O

电池在设计中一般采米用负极过量的办法，氧化镍电极全充电态时产生氧气，经过扩散在负极重新化合成水，这样，既保持了电池内压的恒定，同时义使电解液浓度不致发生巨人变化。

当电池过放电时，电极反应为：

氧化镍电极上： 2H2O + 2e — H2+2OH

贮氢电极上； H2 + 2OH`-2e — 2H2O

电池过放电时的总反应： O

虽然过放电时，电池总反应的净结果为零，但要出现反极现象。由于在正极上产生的氢气会在负极上新化合，同样也保持了体系的稳定。

另外，负极活性物质氢以氢原子态能以相当高的密度吸附干贮氢合金中，在这样的电极上，吸放氢反应能平稳地进行，放电性能较镉-镍电池而言得以提高。