整體上，鋰空氣電池可以分成六類：有機體系、水體系、離子液體體系、有機-水雙電解質體系、全固態體系和鋰-空氣-超級電容電池。

1.水系鋰空氣電池

水系電解質鋰空氣電池，電解質是不同酸堿度的各種水溶液，在酸性和堿性不同的電解質中，電池發生的化學反應也不同。鋰金屬在水系電解質中腐蝕嚴重，自放電率特別高，使得電池循環性和庫倫效率都非常低。

2.有機系鋰空氣電池

該體系采用金屬鋰片作為負極，氧氣做正極，聚丙烯腈(PAN)基聚合物作為電解質(溶劑PC、EC)，開路電壓(OCV)在3V左右，比能量(不計入電池外殼)為250350Wh/kg。這個數據，拿到當前看，比較高，但與鋰單質的理論極限相比，低太多。

3.水-有機雙液體系鋰空氣電池

水-有機雙液體系鋰空氣電池的基本形式，電池中負極金屬鋰處于有機電解液中，正極空氣電極一側電解液為KOH水溶液，中間以超級鋰離子導通玻璃膜隔開。這種新構型鋰空氣電池的新穎之處在于不用擔心有機體系中空氣電極反應產物堵塞電極微孔的問題，水相中的氧氣在空氣電極上還原成可溶于水的LiOH。

4.全固態鋰空氣電池

全固態鋰空氣電池，中間的電解質由3部分組成，最中間一層比例最大的是耐水性很好的玻璃陶瓷，靠近鋰負極和氧氣正極分別是兩個薄層的不同的高分子材質。