Az üzemanyagcellás jármű elektromos árammal működik, de nem csatlakoztatható a konnektorhoz. Egy tartályban hidrogént szállít, amelyet a levegő oxigénjével egyesít egy üzemanyagcella-kötegben. A kémiai reakció elektromos áramot termel a motor meghajtásához, és az egyetlen kibocsátás vízgőz. Ez egy elektromos autó, más energiaforrással.

Az üzemanyagcella-köteg a jármű szíve. Több száz különálló cellát tartalmaz, amelyek mindegyikét egy anód és egy katód választja el egy membrántól. A hidrogén belép az anódba, ahol egy katalizátor protonokra és elektronokra bontja. A protonok áthaladnak a membránon, az elektronok pedig egy külső áramkörön haladnak át, elektromos áramot hozva létre. A katódon az oxigén, a protonok és az elektronok egyesülve vizet alkotnak.

Az üzemanyagcellás járművek három-öt perc alatt tankolnak, hasonlóan a benzinüzeműekhez. A hatótávolság a hagyományos autókéhoz hasonló, körülbelül 480-640 kilométer. A Toyota Mirai és a Honda Clarity a leggyakoribb modellek. A hidrogéntöltő állomások azonban ritkák. Kaliforniában körülbelül 50 van, míg a legtöbb államban egy sem. A hidrogén tiszta előállítása szintén kihívást jelent. A hidrogén nagy részét ma földgázból állítják elő, amely szén-dioxidot bocsát ki.

Az üzemanyagcelláknak nehéz teherautók, buszok és hajók esetében van értelme, ahol az akkumulátorok túl nehezek lennének, a töltés pedig túl lassú. A személygépkocsik esetében az akkumulátoros elektromos járművek előnyben vannak, de az üzemanyagcellák továbbra is alternatívát jelentenek.