燃料电池是一个电化学系统。它将化学能直接转化为电能且废物排放量很低。燃料电池由3个主要部分组成：电能且废物排放量很低。燃料电池由3个主要部分组成：
燃料电极（正极）
电解液
空气／氧气电极（负极）
其工作原理是：从正极处的氢气中抽取电子（氢气被电化学氧化掉，或称“燃烧掉了”）。这些负电子流到导电的正极，同时，余下的正原子（氢离子）通过电解液被送到负极。
在负极，离于与氧气发生反应并从负极吸收电子。这一反应的产品是电流、热量和水。图1给出了质子交换膜燃料电池（PEMFC）的功能图。图之给出的是典型的PEMFC的结构。
由于燃料电池不会燃烧出火焰，也没有旋转发电机，所以燃料的化学能直接转化为电能。这一过程具有许多重要的优点：
这一过程的电效率比任何其它形式的发电技术的电效率都高。
废气如SO2，NOx和CO的排放量极低。
由于燃料电池中无运动部件，燃料电池工作时很安静且无机械磨损。
电与热量可结合起来用（热电联产厂）。
燃料电池的工作特性可满足各种负荷水平要求。