燃料电池汽车是使用车载燃料电池装置产生的电力作为动力的车辆。车载燃料电池装置使用的燃料为高纯度氢气或含氢燃料重整得到的高含氢重整气体，与普通电动汽车相比，动力上的区别在于，FCV使用的电力来自车载燃料电池装置，电动汽车使用的电力来自电网充电的电池。因此，FCV的关键是燃料电池。
燃料电池是一种不燃烧燃料，而是通过电化学反应将燃料的化学能直接转化为电能的高效发电装置。发电的基本原理是：电池的阳极（燃料极）输入氢气（燃料），氢分子（H2）在阳极催化剂的作用下分解为氢离子（H+）和电子（e-），H+通过燃料电池的电解质层向阴极（氧化极）方向移动，e-从外电路流向阴极，因为它不能通过电解质层；氧气（O2）在电池的阴极输入，氧气在阴极催化剂的作用下分解成氧原子（O），e-通过外电路和燃料的H+流向阴极通过电解质结合形成稳定的水（H2O）结构，完成电化学反应并放出热量。
这种电化学反应与氢气在氧气中的剧烈燃烧反应完全不同。只要阳极不断输入氢气，阴极不断输入氧气，电化学反应就会不断进行，e-就会不断地通过外电路。它流动形成电流，持续为汽车提供电力，它也完全不同于传统的电导体切割旋转机械发电原理的磁场线。这种电化学反应属于静态发电方法，在这种方法中，物体不运动就可以获得电能。因此，燃料电池具有高效率、低噪音、无污染物排放等优点，保证了FCV成为真正高效、清洁的汽车。
为了满足汽车使用的要求，汽车燃料电池还必须具有比能量高、工作温度低、启动快、无泄漏等特点。在众多类型的燃料电池中，质子交换膜燃料电池（PEMFC）完全具备这些特性，所以FCV使用的燃料电池是PEMFC。
燃料电池汽车的工作原理
燃料电池汽车的工作原理是汽车燃料电池中用作燃料的氢气与大气中的氧气发生氧化还原化学反应，产生电能驱动电动机工作，电动机驱动汽车内的机械传动结构，进而带动汽车的前桥（或后桥）等行走机械结构工作，从而带动电动汽车前进。
核心部件燃料电池
燃料电池的反应结果会产生极少的二氧化碳和氮氧化物，副产物主要产生水，因此被称为绿色新型环保汽车。燃料电池汽车是一种电动汽车，其核心部件是燃料电池，通过氢和氧的化学作用，而不是通过燃烧，它直接转化为电能。
燃料电池汽车的氢燃料可以通过多种方式获得，有些车辆直接携带纯氢燃料，有些车辆可能配备燃料重整器，可以将碳氢燃料转化为富氢气体。单个燃料电池必须组合成燃料电池堆，才能获得满足车辆使用要求的必要功率。
