工作时向负极供给燃料(氢)，向正极供给氧化剂(空气，起作用的成分为氧气)。氢在负极分解成正离子H+和电子e-。当氢离子进入电解液中，而电子就沿外部电路移向正极。用电的负载就接在外部电路中。在正极上，空气中的氧同电解液中的氢离子吸收抵达正极上的电子形成水。这正是水的电解反应的逆过程。此过程水可以得到重复利用，发电原理与可夜间使用的太阳能电池有异曲同工之妙。

　　燃料电池的电极材料一般为惰性电极，具有很强的催化活性，如铂电极、活性碳电极等。

　　利用这个原理，燃料电池便可在工作时源源不断地向外部输电，所以也可称它为一种"发电机"。

　　一般来讲，书写燃料电池的化学反应方程式，需要高度注意电解质的酸碱性。在正、负极上发生的电极反应不是孤立的，它往往与电解质溶液紧密联系。如氢—氧燃料电池有酸式和碱式两种，在酸溶液中负极反应式为：2H2-4e-==4H+正极反应式为：O2+4H++4eˉ==2H2O;如是在碱溶液中，则不可能有H+出现，在酸溶液中，也不可能出现OHˉ。

　　若电解质溶液是碱、盐溶液则负极反应式为：2H2+4OHˉ-4eˉ==4H20正极为：O2+2H2O+4eˉ==4OHˉ

　　若电解质溶液是酸溶液则负极反应式为：2H2-4eˉ=4H+(阳离子)，正极为：O2+4eˉ+4H+=2H2O