שעון תפוח אדמה מופעל על ידי חומצה בתוך הספוד המגיבה באמצעות אלקטרודה חיובית ושלילית. כאשר התגובה מתרחשת, אלקטרונים זורמים בין החומרים, ויוצרים זרם חשמלי. האלקטרודה השלילית, או האנודה, בסוללת תפוחי אדמה מיוצרת לרוב מאבץ בצורת מסמר מגולוון. האלקטרודה החיובית, או הקתודה, עשויה לרוב מנחושת, שיכולה להיות בצורת אגורה.
סוללת תפוחי אדמה להפעלת שעון דורשת רק תפוח אדמה, שתי אגורות, שני מסמרים מגולוונים ושלושה חוטי נחושת מבודדים. כאשר מסמר האבץ המוחדר בקצה אחד של תפוח האדמה יוצר קשר עם חומצת הזרחן הקלה (H3PO4) בתוך תפוח האדמה, הוא מאבד אלקטרונים בתגובה. אלקטרונים אלה נאספים על ידי האגורה המוכנסת לקצה השני של תפוח האדמה. "זרימה" זו של אלקטרונים היא מטען חשמלי. למרות שסוללת תפוחי האדמה מייצרת רק כמה וולט חשמל, חוקרים מהאוניברסיטה העברית בירושלים הודיעו בשנת 2013 כי הם התקדמו בצורה רצינית בפיתוח ספק כוח מבוסס תפוחי אדמה שיכול לשמש לטעינה של טלפון סלולרי או מחשב נייד מַחשֵׁב.