La structure de base d'une cellule électrolytique de cuivre se compose principalement de trois parties essentielles : le corps de la cellule, l'anode et la cathode.

Corps de la cellule : Servant de récipient, il est généralement en béton revêtu d'un matériau résistant à la corrosion afin de la protéger de l'électrolyte acide. Il existe en différentes tailles et comporte des supports pour la fixation des électrodes.

Anode : Dans le procédé d'électrolyse du cuivre, l'anode est une plaque de cuivre brut soluble. Lors de l'électrolyse, le cuivre de l'anode se dissout dans la solution pour alimenter la cathode. Simultanément, les métaux précieux tels que l'or et l'argent présents dans le cuivre brut ne se dissolvent pas et se déposent au fond de la cellule, formant des « boues anodiques » qui peuvent être recyclées.

Cathode : La cathode est le lieu de dépôt des produits de l'électrolyse. Elle est généralement constituée d'une feuille de cuivre pur ou d'une plaque permanente en acier inoxydable. L'utilisation d'une plaque d'acier inoxydable comme cathode (comme dans le procédé ISA) élimine la nécessité de fabriquer des feuilles de départ et, grâce à une cathode plus rectiligne, contribue à améliorer la qualité du produit.

À l'intérieur de la cellule électrolytique, les anodes et les cathodes sont disposées alternativement et parallèlement, avec un espacement précis. Par exemple, une cellule électrolytique classique peut contenir 38 anodes et 39 cathodes. Lors de l'électrolyse, la cuve est remplie d'une solution aqueuse de sulfate de cuivre et d'acide sulfurique servant d'électrolyte. Sous l'effet d'un courant continu, les ions cuivre captent des électrons à la cathode, déposant ainsi du cuivre électrolytique de haute pureté.