氫燃料電池是由電池負極一側的氫極（燃料極）輸入氫氣，和在正極側的氧化極（空氣或氧氣）輸入空氣或氧氣。在正極與負極之間未電解質，電解質將兩極分開。
根據不同種類的燃料電池采用了不同的電解質，有酸性、堿性、熔融鹽類或固體電解質。在燃料電池中燃料與氧化劑經催化劑的作用，在能量轉換過程中，經過電化學反應生成電能和水（H2O），因此，不會產生氮氧化物（NOX）和碳氫化合物（HC）等對大氣環境造成污染的氣體排放。燃料電池與普通蓄電池的區別在于：
1.燃料電池是一種能量轉換裝置，在工作時必須有能量（燃料）輸入，才能產出電能。普通蓄電池是一種能量儲存裝置，必須先將電能儲存到電池中，在工作時只能輸出電能，在工作時不需要輸入能量，也不產生電能，這是燃料電池與普通電池本質的區別。
2.一旦燃料電池的技術性能確定后，其所能夠產生的電能只和燃料的供應有關，只要供給燃料就可以產生電能，其放電特性是連續進行的。普通蓄電池的技術性能確定后，只能在其額定范圍內輸出電能，而且必須是重復充電后才可能重復使用，其放電特性是間斷進行的。
 
3.燃料電池本體的質量和體積并不大，但燃料電池需要一套燃料儲存裝置或燃料轉換裝置和附屬設備，才能獲得氫氣，而這些燃料儲存裝置或燃料轉換裝置和附屬設備的質量和體積遠遠超過燃料電池本身，在工作過程中，燃料會隨著燃料電池電能的產生逐漸消耗，質量逐漸減輕（指車載有限燃料）。普通蓄電池沒有其他輔助設備，在技術性能確定后，不論是充滿電還是放完電，蓄電池的質量和體積基本不變。
4.燃料電池是將化學能轉變為電能，普通蓄電池也是將化學能轉變為電能，這是它們共同之處，但燃料電池在產生電能時，參加反應的反應物質在經過反應后，不斷地消耗不再重復使用，因此，要求不斷地輸入反應物質。普通蓄電池的活性物質隨蓄電池