呼ばれ、負極活物質に用いられる金属によってリチウム空気電池、アルミニウム空気電池などに区別される。ボタン電池として知られる空気亜鉛電池も空気電池の一種である。空気電池は酸素と金属の化学反応によって電気を取り出すのが特徴。あたりのエネルギー密度が五倍以上の違いがある。二種類の金属を用いる電池と違って正極活物質の金属が不要となるため、電池内の大部分を負極活物質で占めることができる。そのため電池としての単位重量当たりのエネルギー密度の理論値はさらに大きくなる。その電気容量の大きさから電気自動車や蓄電池への研究開発が進められているが、現時点では再充電のできない燃料電池(一次電池)であり、再利用・再充電が実用化への課題となっている。電気自動車の場合、電気ステーション(ガソリンスタンド)で負極活物質を交換することで、その性能は維持される。電池交換と考え方は同じである。液体のガソリンと違って負極活物質や電解液のみを交換することは困難であり、交換電池の開発や規格化、交換や回収のインフラの整備などが必要になる。使用済みの金属を再生する際にもエネルギーが必要になる。リチウム空気電池の場合、使用済みの酸化リチウムはリサイクルが用意とはいえ、再生時に必要なエネルギー及び充電時に必要な過電圧など、エネルギー収支上の問題が残っている。このように使用サイクルの問題が残る上、空気を吸着させるために正極で用いられる多孔質炭素の腐食、空気中のH2OやCO2の侵入によって起こる別の反応、電池の寿命など、技術的な課題も山積している。近年ではリチウム空気電池の大容量化や、アルミニウム空気電池の二次電池化が実現するなどのニュースが挙がっており、研究開発の進捗と共に次世代電池としての空気電池への期待は高まりつつある。