原理很簡單，氫氣和空氣中的氧氣在觸媒（電極）表面發生反應，生成水，產生的電子移動就是電流，所以叫氫燃料電池，不用燃燒。

當然，也不排除用氫氣內能在氣缸燃燒的，壽命短而已。

氫氣發動機原理：氫氣可從電解水、煤的氣化、天然氣中製取。氫氣是一種最清潔的燃料，燃燒產物主要是水，其次是在空氣燃燒中形成的微量NOX，對空氣沒有什麼汙染。以氫氣為燃料的汽車發動機的研究經歷了一個曲折發展的過程，研究工作從30年代就已開始，但進展不大。70年代的石油危機給各國重新敲響了警鐘，氫氣再次被人們所關注。目前，世界一些知名的大汽車公司都研製出了自己的氫氣發動機。雖然推廣應用氫氣燃料發動機還要解決一系列技術問題，如需要找到氫氣在汽車上安全有效的貯運方法；需要找到大量生產廉價氫的方法；需要解決氫燃料的供給系統等。但從長遠和發展的觀點來看，氫氣發動機最有前途。

以氫氣為動力的汽車，其發動機的工作原理是：令氫氣在兩個電極之間發生分解生成質子，質子和氧氣在陰極反應生成水，電子則被電極中間的介質所捕獲，形成電流為發動機提供能源。這一過程中產生的唯一廢棄物就是水，因此，氫氣被認為是最清潔的能源。為了防止在碰撞時發生爆炸，氫氣被儲藏在一個用2層2毫米厚的鋼板做成的“氣箱”中，確保安全。 德國賓士公司早在20世紀80年代就研製出了10輛氫動力汽車，並進行了實際執行。日本最新研製的以液氫為燃料的轎車，利用計算機控制泵和閥門使液氫的溫度在發動機點火前始終保持在恆溫，時速可達125千米。通用公司和寶馬公司也都推出了氫動力汽車。寶馬公司的氫動力汽車由其BW7系列車改裝而成，最高時速達到了226千米，一次加氣行程為350千米。氫動力汽車的前景雖然被看好，但其技術條件要求較高，真正進入實用化階段還要待以時日。