Das Magnesium-Luft-Element zählt zu den galvanischen Elementen. Es zeichnet sich jedoch durch eine Besonderheit aus, die es in die Untergruppe der Brennstoffzellen einsortiert: Während die eine Halbzelle aus Magnesium in Salzwasser als Elektrolyt besteht, enthält die andere Halbzelle Sauerstoff an einer Membran. Sauerstoff wird aus Luftsauerstoff geliefert und ist daher in nahezu unbegrenzter Menge vorhanden. Kann ein Brennstoff kontinuierlich nachgeliefert werden, so handelt es sich um eine Brennstoffzelle.
An der Anode wird beim Magnesium-Luft-Element Magnesium oxidiert. Die abgegebenen Elektronen wandern durch den elektrischen Leiter, treiben einen Verbraucher an und reagieren an der Kathode mit Sauerstoff. Es entsteht in der Gesamtreaktion aus Magnesium und Sauerstoff Magnesiumhydroxid unter Freisetzung von elektrischer Energie.