Une pile au citron utilise le jus à l'intérieur du citron comme électrolyte pour faciliter le déplacement des électrons entre une paire d'électrodes insérées dans le fruit. Il doit s'agir de deux métaux différents, comme un centime de cuivre et clou zingué. L'achèvement du circuit crée un faible courant électrique.
À l'intérieur du citron, la solution d'électrolyte réagit avec l'électrode de zinc, libérant des électrons qui traversent la solution vers l'électrode de cuivre. Là, les électrons libres se combinent avec des atomes d'hydrogène, produisant des bulles d'hydrogène gazeux. Ce processus peut produire une tension faible si les deux électrodes sont connectées dans un circuit. Au fil du temps, la réaction chimique dégrade l'électrode de zinc et épuise l'électrolyte, rendant la batterie inutilisable.
La quantité d'électricité générée par une pile au citron peut varier en fonction des caractéristiques individuelles du fruit. De plus, la composition de l'ongle et du sou peut altérer les caractéristiques de la batterie, car bon nombre de ces articles sont fabriqués avec des alliages au lieu de métal pur. Dans la plupart des cas, une seule pile au citron fournit un peu moins d'un volt d'énergie. Cependant, les citrons peuvent être connectés en série pour fournir une tension plus élevée, adaptée à l'éclairage de LED ou à la conduite d'appareils de démonstration simples de faible puissance.
