燃料在電池中直接氧化產生電能的化學電源。電池中的活性物質不斷地從外部送入正、負電極，反應產物從電池中排出，可以連續使用。燃料電池是化學能直接轉變成電能的能量轉化機器，理論上能量轉化率為100％，實際上可達80％。
燃料電池的類型主要有：①氫-氧燃料電池。電池的活性物質為H2(g)和O2(g)；根據電解質性質的不同有酸性、鹼性、熔融鹽燃料電池；按使用溫度有低溫(75～100℃)、中溫(100～500℃)、高溫(500～1000℃)型燃料電池。例如離子交換膜低溫酸性氫-氧燃料電池，正、負極為少量貴金屬催化劑與導電金屬網製成，將它們分別壓於離子交換膜兩側，電解液為高濃度的磷酸。反應為：
工作溫度為40～60℃。又如低溫鹼性氫-氧燃料電池，負極為鎳粉和鉑、鈀燒結而成，正極為有效面積很大的銀電極，電解液為高濃度的KOH溶液，隔膜為石棉膜或鈦酸鉀膜，反應為：
工作溫度為80～90℃。高溫固體電解質燃料電池，複合氧化物(ZrO2)0.85(CaO)0.15、(ZrO2)0.9(Y2O3)0.1，碳酸鹽等為固體電解質，高溫下它們的離子能夠導電。將固體電解質製成短管，在其內外壁塗覆多孔的Pt作為正、負極。反應：
工作溫度為1000℃。
②有機化合物燃料電池。此類電池負極活性物質為CH3OH、NH2NH2(肼)、烷烴、天然氣甚至煤碳等有機物，正極為O2或空氣等。例如甲醇-氧燃料電池，負極為含有少量貴金屬催化劑的Ni電極，正極為Ag電極或載有催化劑的活性碳電極，電解液為H2SO4或KOH溶液等，反應為：
其他有機化合物燃料電池見表。
對燃料電池研究工作，首先為了使燃料離子化尋找高效價廉的催化劑，其次是流程設備的合理選擇，還有電解質高溫腐蝕等問題都需要解決，困難較多。磷酸型氫-氧燃料電池、高溫固體電解質燃料電池有希望成為民用燃料電池。
