As pilhas caseiras precisam de um meio com íons, como o limão, laranja, tomate, batata ou refrigerante, onde possa haver transferência de elétrons entre os eletrodos.
Os pares podem ser, por exemplo, ferro/cobre, alumínio/cobre, zinco/cobre, alumínio/ferro e outros. Montada a pilha, se conectarmos os metais (nesse caso, chamados de eletrodos) por um fio condutor, teremos uma corrente de elétrons passando pelo fio.
O limão faz o papel do eletrólito. A placa de zinco se oxida (perde elétrons) porque o zinco possui maior potencial de oxidação que o cobre, e na placa de cobre ocorre a redução do H+ presente no eletrólito.
Visto que o zinco é mais reativo que o cobre, ele passou a transferir seus elétrons para o cátion cobre do outro eletrodo ao qual estava interligado, por meio do fio condutor. Desse modo, o zinco metálico sofreu oxidação, perdendo elétrons, tornando-se o polo negativo dessa pilha, que é chamado de ânodo. Veja essa semirreação abaixo:
O outro eletrodo era o de zinco, constituído de uma placa de zinco mergulhada em uma solução de sulfato de zinco (ZnSO4). Esses dois eletrodos foram interligados por um circuito elétrico que continha uma lâmpada, pois se ela acendesse, indicaria o surgimento de uma corrente elétrica. Além disso, havia uma ponte salina entre elas.
Com o circuito fechado, a lâmpada se acende e após, algum tempo, a placa de zinco é corroída e tem a sua massa diminuída, já na de cobre ocorre o contrário, sua massa aumenta (conforme a figura abaixo). Nota-se também que há um aumento da concentração em mol/L dos íons Zn2+ e uma diminuição dos íons Cu2+.
Em Eletroquímica, uma pilha (bateria ou célula galvânica) costuma ser definida como um processo espontâneo no qual a energia química é transformada em energia elétrica.