硫化物系固體電解質可視為由硫化鋰和鋁、磷、硅、鈦、鋁、錫等元素的硫化物組成的多元復合材料，材料涵蓋晶態和非晶態。硫離子半徑大，使鋰離子傳輸通道更大；電負性也合適，因此硫化物固體電解質在所有固體電解質中具有最好的鋰離子電導率，其中 Li-Ge-
P-S 系統在室溫下的鋰離子電導直接與電解質的電導相當。此外，硫化物固體電解質具有更高的機械強度，與高容量硫正極的相容性最好。
硫化物固體電解質的主要缺點包括：硫的電負性不如氧，與高壓正極一起使用會使電解質層部分耗盡鋰，增加界面電阻；與金屬鋰負極一起使用時，產生的SEI膜阻抗也較大；硫化物有機物為無機非金屬顆粒，循環過程中電解質-電極界面也有比較嚴重的劣化。此外，材料系統對水、氧氣等非常敏感，一旦發生事故也易燃；薄層也很困難。這些使得它的制造過程非常苛刻。