硫化物系固体电解质可视为由硫化锂和铝、磷、硅、钛、铝、锡等元素的硫化物组成的多元复合材料，材料涵盖晶态和非晶态。硫离子半径大，使锂离子传输通道更大；电负性也合适，因此硫化物固体电解质在所有固体电解质中具有最好的锂离子电导率，其中 Li-Ge-
P-S 系统在室温下的锂离子电导直接与电解质的电导相当。此外，硫化物固体电解质具有更高的机械强度，与高容量硫正极的相容性最好。
硫化物固体电解质的主要缺点包括：硫的电负性不如氧，与高压正极一起使用会使电解质层部分耗尽锂，增加界面电阻；与金属锂负极一起使用时，产生的SEI膜阻抗也较大；硫化物有机物为无机非金属颗粒，循环过程中电解质-电极界面也有比较严重的劣化。此外，材料系统对水、氧气等非常敏感，一旦发生事故也易燃；薄层也很困难。这些使得它的制造过程非常苛刻。