燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能的装置。如果保证源源不断地从外部向燃料电池供给燃料和氧化剂时，它就可以连续发电。依据电解质的不同，可将燃料电池分为碱性燃料电池（AFC）、磷酸型燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）、质子交换膜燃料电池（PEMFC）等。
燃料电池具有的优点是：能量转换效率高；洁净、无污染、噪声低；模块结构、积木性强，比功率高。既可以集中供电，也适合分散供电；高温型燃料电池可实现热电联供。
氧是燃料电池中常用的氧化剂，它能很方便地从空气中获取。氢气是燃料电池常用的燃料气，可以从石油、天然气、甲醇、烃类或煤等通用燃料中转化而得。生物质能也是氢的重要来源，如：细菌制氢、发酵制氢及沼气回收等。工业副产品氢也是燃料电池获得燃料的有效途径。除氢气之外，还有一些气体如CO也可作为MCFC与SOFC的燃料。
随着燃料电池技术的逐步成熟，燃料电池汽车的开发应用也为世人瞩目，目前已走出实验室，开始其商业化进程。燃料电池汽车具有低排放、燃料多样化、高性能等优点。其动力装置包括一个容纳氢或含氢燃料的贮存箱、燃料 — 电能转换系统、电动马达、电池、超高速离心器等。如果不直接采用氢做燃料，则大部分的燃料电池都需要一个将燃料转换为氢的转化装置。目前大多数燃料电池汽车开发商的注意力集中在甲醇上，首先是因为甲醇来源广泛，使用方便，其次是甲醇含碳比汽油和柴油少，更易于转化，效率更高，约为80％。而且，使用甲醇二氧化碳排放较少，甲醇的生产可来自再生能源(如生物质能)，这都更有利于环保。
总之，燃料电池将是21世纪最有竞争力的全新的高效、清洁发电方式，在洁净煤燃料电池电站、燃料电池汽车、移动电源、不间断电源、潜艇及空间电源等方面，有着广泛的应用前景和巨大的潜在市场。
