फ्यूल सेल वाहन बिजली से चलता है, लेकिन इसे प्लग इन करने की आवश्यकता नहीं होती। इसमें एक टैंक में हाइड्रोजन गैस भरी होती है, जिसे फ्यूल सेल स्टैक में हवा से ऑक्सीजन के साथ मिलाया जाता है। इस रासायनिक प्रतिक्रिया से बिजली उत्पन्न होती है, जिससे मोटर चलती है, और एकमात्र उत्सर्जन जल वाष्प होता है। यह एक अलग ऊर्जा स्रोत वाली इलेक्ट्रिक कार है।

ईंधन सेल स्टैक वाहन का हृदय होता है। इसमें सैकड़ों अलग-अलग सेल होते हैं, जिनमें से प्रत्येक में एक झिल्ली द्वारा अलग किया गया एनोड और कैथोड होता है। हाइड्रोजन एनोड में प्रवेश करता है, जहां एक उत्प्रेरक इसे प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन में विभाजित करता है। प्रोटॉन झिल्ली से गुजरते हैं, और इलेक्ट्रॉन एक बाहरी परिपथ के माध्यम से यात्रा करते हैं, जिससे विद्युत धारा उत्पन्न होती है। कैथोड पर, ऑक्सीजन, प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन मिलकर जल बनाते हैं।

ईंधन-सेल वाहन पेट्रोल की तरह ही तीन से पांच मिनट में ईंधन भर लेते हैं। इनकी रेंज पारंपरिक कारों के बराबर, लगभग 300 से 400 मील होती है। टोयोटा मिराई और होंडा क्लैरिटी सबसे आम मॉडल हैं। लेकिन हाइड्रोजन स्टेशन बहुत कम हैं। कैलिफ़ोर्निया में लगभग 50 स्टेशन हैं, जबकि अधिकांश अन्य राज्यों में एक भी नहीं है। स्वच्छ तरीके से हाइड्रोजन का उत्पादन भी एक चुनौती है। आज अधिकांश हाइड्रोजन प्राकृतिक गैस से बनता है, जिससे कार्बन डाइऑक्साइड निकलती है।

ईंधन सेल भारी ट्रकों, बसों और जहाजों के लिए उपयुक्त हैं, जहाँ बैटरी बहुत भारी होती हैं और चार्जिंग की गति बहुत धीमी होती है। यात्री कारों के लिए, बैटरी से चलने वाले इलेक्ट्रिक वाहन बेहतर हैं, लेकिन ईंधन सेल भी एक विकल्प बने हुए हैं।