Samochód wodorowy na ogniwa paliwowe działa poprzez łączenie wodoru z tlenem w procesie wytwarzania energii. Zainteresowanie samochodami napędzanymi wodorowymi ogniwami paliwowymi wzrosło w ostatnich latach, ponieważ ogniwa paliwowe są bardziej wydajne i emitują mniej spalin niż samochody napędzane konwencjonalnymi silnikami na paliwa kopalne. Powszechne stosowanie samochodów wodorowych z ogniwami paliwowymi może również potencjalnie zmniejszyć zależność świata od paliw kopalnych, takich jak benzyna i olej napędowy, po zaistnieniu technologii i infrastruktury wspierającej powszechną produkcję, dystrybucję i użytkowanie tych pojazdów.
Chociaż zasilanie samochodów za pomocą ogniw paliwowych jest stosunkowo nowym pomysłem, same ogniwa paliwowe są używane od dziesięcioleci. Były Związek Radziecki i Stany Zjednoczone wykorzystywały technologię ogniw paliwowych, aby zapewnić znaczną część mocy załogowym statkom kosmicznym w swoich programach kosmicznych od wczesnych dni ery kosmicznej. Inżynierowie kosmiczni odkryli, że waga baterii ograniczała ilość ładunku, który można wystrzelić w kosmos, a także ograniczała możliwą długość misji kosmicznych. Ogniwa paliwowe nadal zapewniają dużą część mocy załogowym statkom kosmicznym.
Ogniwo paliwowe działa bardzo podobnie do baterii, ponieważ jest zamkniętym ogniwem wytwarzającym energię elektryczną. Podobnie jak akumulator, ogniwa paliwowe w samochodzie wodorowym z ogniwami paliwowymi mają stronę ujemną, zwaną anodą, i stronę dodatnią, zwaną katodą. W wielu ogniwach paliwowych pomiędzy anodą a katodą znajduje się warstwa zwana elektrolitem.
Gazowy wodór wchodzi przez stronę anodową ogniwa i przepływa przez katalizator, podczas gdy tlen wchodzi przez katodę. Gdy wodór przepływa przez katalizator, katalizator oddziela w wodorze dodatnie atomy, zwane protonami, i ujemne atomy, zwane elektronami. Warstwa elektrolitu działa jak bariera, która umożliwia przepływ przez nią tylko dodatnio naładowanych atomów wodoru. Elektrony nie mogą przedostać się do warstwy elektrolitu i są kierowane wokół bariery przez przewody, gdzie łączą się z dodatnio naładowanymi atomami, tworząc wodę.
Gdy elektrony są kierowane przez drut, wytwarzają prąd elektryczny, wytwarzając energię. W samochodzie wodorowym na ogniwa paliwowe silnik pojazdu jest zasilany energią elektryczną wytwarzaną przez elektrony przepływające przez obwód. Dopóki istnieje dopływ gazu wodorowego, silnik w samochodzie wodorowym z ogniwami paliwowymi będzie nadal wytwarzał moc. Woda jest jedynym produktem ubocznym powstającym w wyniku działania samochodu wodorowego na ogniwa paliwowe, co czyni go bardziej przyjazną dla środowiska i zrównoważoną alternatywą dla stosowania w pojazdach paliw ropopochodnych.