与其他类型的双电层电容器一样，其基本原理是使用由活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构来获得超大容量。“双电层原理”是超级电容器的核心，由器件的双电层结构决定。
超级电容器是基于双电层原理的电容器。当施加电压作用于普通电容器的两个极板上时，该装置的电荷存储原理相同，即正极对应正电荷，负极对应负电荷。除了这些功能外，如果超级电容器受到电场的影响，它还会在电解质和电极之间产生相反的电荷。此时，正电荷和负电荷分别位于不同的接触表面。这种情况下的负荷分布属于“双电层”。由于电容器结构的改进，超级电容器的电容存储容量巨大。此外，如果超级电容器的两个极板之间的电位低于电解质的标准电位，则超级电容器处于正常工作状态，反之，则为异常。
根据超级电容器的原理，在应用过程中没有化学反应，只有物理性能的变化，因此超级电容器的稳定性更可靠。
