在電化學中，半電池是一種包含導電電極和周圍導電電解質的結構，由天然存在的亥姆霍茲雙層隔開。 該層內的化學反應瞬間在電極和電解質之間泵送電荷，導致電極和電解質之間存在電位差。 典型的陽極反應涉及電極中的金屬原子被溶解并作為正離子傳輸穿過雙層，導致電解質獲得凈正電荷，而電極獲得凈負電荷。 不斷增加的電勢差在雙層內產生強電場，電勢值不斷上升，直到場停止凈電荷泵反應。 這種自限制作用幾乎立即發生在孤立的半電池中； 在應用中，兩個不同的半電池適當連接構成原電池。

標準半電池由一個金屬電極組成，該金屬電極處于 298 開爾文 (25°C) 的 1 摩爾 (1 mol/L) 金屬鹽水溶液中。 電化學系列由標準電極電位組成，與反應系列密切相關，是通過測量金屬半電池與標準氫半電池通過鹽橋連接的電路中的電位差而產生的。

標準氫半電池：

2H+(aq) + 2e? → H2(g)

丹尼爾電池的半電池：

原方程

Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu

半電池 (anode) of Zn

Zn → Zn2+ + 2e?

半電池 (cathode) of Cu

Cu2+ + 2e? → 銅