燃料電池不是把還原劑、氧化劑物質全部貯藏在電池內，而是在工作時不斷從外界輸入氧化劑和還原劑，同時將電極反應產物不斷排出電池。因此，燃料電池是名符其實的把能源中燃料燃燒反應的化學能連續和直接轉化為電能的“能量轉換機器”。能量轉換率很高。可達80％以上，為熱機效率的一倍多。燃料電池的高能量轉換率可達到節省燃料的目的。其次，燃料在空氣中燃燒時要產生大量的煙、霧、塵和有害氣體污染大氣，危害生態環境，而燃料電池不會產生這些污染問題。所以科學家預言，燃料電池將成為下世紀世界上獲得電力的重要途徑，是繼水力、火電、核能發電之后的第四類發電——化學能發電。
燃料電池以還原劑（如氫氣、聯氨、甲醇、煤氣、天然氣等）為負極反應物；以氧化劑（如氧氣、空氣等）為正極反應物。為了使燃料便于進行電極反應，要求電極材料兼具有催化劑的特性。可用多孔碳、多孔鎳、鉑、鈀等貴金屬以及聚四氟乙烯等作電極材料。電解質則有堿性、酸性、熔融鹽和固體電解質以及高聚物電解質離子交換膜等數種。表4．5中列舉出一些燃料電池的電解質、陽極和陰極材料的名稱和工作性能。