燃料電池電動汽車的工作原理是：車載燃料電池裝置通過一系列化學反應產(chǎn)生電力來驅(qū)動汽車。

具體來說，電池的陽極輸入氫氣，氫分子在陽極催化劑作用下離解為氫離子和電子，氫離子穿過電解質(zhì)層向陰極運動，電子因通不過電解質(zhì)層而由外部電路流向陰極。

在陰極輸入氧氣，氧氣在陰極催化劑作用下離解為氧原子，氧原子與通過外部電路流向陰極的電子以及燃料穿過電解質(zhì)的氫離子結(jié)合生成水，完成電化學反應放出熱量。

只要陽極不斷輸入氫氣，陰極不斷輸入氧氣，電化學反應就會連續(xù)不斷進行，電子不斷通過外部電路流動形成電流，從而向汽車持續(xù)提供電力。

這和氫氣在氧氣中劇烈燃燒反應完全不同，也與傳統(tǒng)導電體切割磁力線的回轉(zhuǎn)機械發(fā)電原理不同，屬于無物體運動就獲得電力的靜態(tài)發(fā)電方式。

此外，當車輛有較大動力需求時，燃料電池會直接向電機輸送動力，與電池實現(xiàn)雙電源供電。車輛減速時，電機轉(zhuǎn)換成發(fā)電機回收動能，電能輸送到蓄電池儲存。

為滿足汽車運作需求，車用燃料電池具有高比能量、啟動快、低工作溫度、無泄露等特點，其中質(zhì)子交換膜燃料電池在諸多燃料電池中完全具備這些特點，因此常被燃料電池汽車采用。

燃料電池汽車所需的氫燃料可以通過車輛直接攜帶，也可以通過燃料重整器將烴類燃料轉(zhuǎn)化為富含氫的氣體。單個燃料電池必須組合成燃料電池組，才能滿足汽車運作所需。