Una Dye-Sensitized Solar Cell fondamentalmente è composta da un elettrodo conduttivo, l'anodo, su cui è deposto un semiconduttore di tipo n, a cui si aggiunge uno strato di materiale colorante, il dye, posizionato sul semiconduttore, e, infine, da un elettrolita che permette il trasporto delle lacune
Per l'anodo, usato come base, si possono usare diversi materiali, ma quello più comune è l'ossido di titanio (TiO2). Il dye, invece, è costituto da un colorante, che si aggancia al materiale sottostante che è poroso, in grado di assorbire al meglio lo spettro della radiazione solare.
Il terzo componente, l'elettrolita, ha sia lo scopo di rigenerare lo stato fondamentale del dye che quello di trasportare le buche all'elettrodo. Ovviamente la composizione chimica di questo elemento condiziona la differenza di potenziale fra gli elettrodi, ma anche altri aspetti più pratici legati, per esempio, alla necessità di realizzare sistemi sigillati ai liquidi. Su questo versante, però sono stati fatti sensibili progressi per l'impiego di polimeri conduttivi, che offrono una buona conduttività e stabilità termica, per sostituire l'elettrolita liquido.