Elektronka sestává z hermeticky uzavřené trubice, ze které je odsán vzduch, a několika (alespoň dvou) elektrod, které umožňují do vnitřního prostoru zavést elektrický proud. Trubice se nejčastěji zhotovuje ze skla pro elektronky malých výkonů, velmi výkonné elektronky pro lepší chlazení a též elektronky pro vojenské použití kvůli mechanické odolnosti pak používají keramiku nebo i kovy. Pro ochránění vnitřku elektronky před nežádoucími vlivy býval u prvních elektronek povrch skleněné baňky pokryt vrstvičkou kovu.
Elektronky obsahují tři druhy elektrod:
Katoda – elektroda připojena na záporný pól zdroje a žhavena, značena K
Mřížka – umístěna mezi anodou a katodou, slouží pro řízení proudu elektronkou (u diody chybí, u triody je jedna a u dalších elektronek jich přibývá, označují se pak jako první, druhá,..., a nebo mají zvláštní názvy podle druhu elektronky), značena G (z anglického grid)
Anoda – připojena na kladný pól zdroje, značena AKřehká skleněná baňka bývá u starších elektronek přitmelena k patici, vylisované z bakelitové hmoty, která nese vývody v podobě kovových nožiček nebo kolíčků. Novější elektronky plastovou patici nemají, kovové nožičky jsou přímo zataveny ve skleněné baňce.
Vývod řídící mřížky je co nejvíce vzdálen od ostatních elektrod, tedy často bývá umístěn na vrcholu baňky v kovovém válečku (čepičce).
Pro správnou funkci elektronky je nezbytně nutné zachovat po celou dobu její životnosti vysoké vakuum uvnitř baňky. K tomu slouží getr, což je látka, používaná pro likvidaci zbytkových plynů a hlavně vlhkosti. Protože getry jsou téměř vždy kovy, musí být usazeny tak, aby neovlivnily jakkoli činnost elektronky.
