皮卡丘发电原理为直流，输出亦为直流。发电和输出间有提高电压的机制，视乎升压原理，可能用到交流电。
从结果看：
动画中，十万伏特作用于人体时仅仅表现为焦黑电击伤，并没有出现交流电频率干扰神经系统和心肌所带来的致死性器官失常，如心脏骤停等（不然火箭队得死多少次了）。故皮卡丘输出为直流电。
从原理看：
在现实的生物界里，发电其实是特化的肌肉细胞，利用化学能移动细胞内的离子形成电势差，有点类似于神经细胞传递电脉冲信号的原理。通常一个细胞可以产生 50～150 毫伏的电压。细胞可以被视为一个个可充电小电池。
以电鳗为例，电鳗的身体长度的 2/3 被这种放电器官塞满。发育期身体越长越长时，最大电压也随之上升。这从侧面可以证明其是直流电池串联的。
这种放电原理可以直观地看出，需要有充电的过程才能放电。电鳗连续放电后电压会迅速减弱，短时休息后电压恢复正常，这和皮卡丘在动画中放电前蓄力、过度使用技能后疲劳的表现相似。
鉴于皮卡丘的食谱在动画中仅表现为吃苹果，没有大量摄入铁质或者磁化物的表现，缺少产生交流电的磁性。同时旋转磁场得到交流电的话，并不会有这种迅速短时放电的特征，因为旋转会有惯性嘛，转起来停下来都不容易。我们基本可以排除皮卡丘发电是交流电的可能。
这种串联机制中，电压与长度直接相关。发出 10w 伏特电压，需要 100000/0.15=666667 个细胞串联。假设细胞大小 10 微米，发电器官长度约为 666667*10^-5=6.67m，大大超出皮卡丘的身长。且神经系统很难控制如此多的发电细胞同时张开离子通道释放电压（想想特斯拉汽车的电池管理难度吧）。所以皮卡丘必然有一个直流升压系统。直流升压原理不赘述，大抵会将直流电用振荡电路转换为交流电再升压，最后整流为直流。皮卡丘放电时两颊出现的电火花，表明其双颊很可能是振荡电路的电容所在。而振荡电路的电感可能由分布在头部神经纤维构成：神经纤维电阻低，位置靠近电容，且可以有类似面神经的神经由大脑直接控制升压幅度。
由此我们可以想象皮卡丘的放电器官很可能是从耳朵一直延伸到尾部的，沿脊柱分布，最大化发电器的长度。同时在头部串联入升压电路，直接由大脑控制电压。耳朵和尾部的形状也相当适合尖端放电。从耳朵到尾巴的回路自然地位于身体背面，与脚部绝缘，不会因为接地而失去电压。可灵活转向的耳朵和尾巴可以指向目标击穿空气形成离子通道，以达到使用十万伏特或者落雷这种的指向性高压技能，而不用像雷电兽那样必须使用雷电拳这种接触性电击技能。