氢燃料电池车（Fuelcellvehicle-FCEV）是使氢或含氢物质及空气中的氧通过燃料电池以产生电力，再以电力推动电动机，由电动机推动车辆。这类车辆的发电厂把氢的化学能转换为机械能，或者是通过燃烧的内燃机中的氢，或通过在燃料电池中的氧与氢反应来运行电动机。
氢燃料电池是氢通过与氧的化学反应而产生电能的装置（单纯依靠燃烧氢来驱动的“氢内燃机”，也曾出现过，比如宝马的氢能7系）。氢燃料电池车的驱动力来自于车上的电动机就像纯电动车样，因此氢燃料电池车可以理解为一辆“自带氢燃料发电机的电动车”。
氢燃料电池车通过氢与氧结合，经由燃料电池产生电力来为汽车提供动力，其最大特点是行驶中完全没有碳排放和其他污染。根据目前的材料显示，氢燃料电池车行驶里程可以达到500到600公里，而燃料加注仅需3分钟。与目前国内市场主流的锂电池汽车相比，氢能源汽车具有如下优点：氢燃料电池能做到真正无污染；单次行驶里程数是锂电池车3至5倍；成本更低，氢能源取之不尽；应用领域范围更广等。
公开资料显示，燃料电池的多种类型中，已经推广了超过10年的氢燃料电动汽车电池被视为取之不尽的能源，被相关专家称为“目前发展最好的燃料电池。”
现在有很多专家认为，三五十年后，可能最后剩下的都是燃料电池汽车。尽管目前看来，燃料电池存在一些问题，但优点也颇多：首先，氢燃料电池汽车通过质子交换膜发电，可快速启动，而其他氧化物在温度升高到1000度时，不适合频繁启动，因此一般用在车上的就是（质子交换膜）氢燃料电池。第二，燃料电池有一个燃料箱，需将氢放在燃料箱中进行发电，因此充氢需要时间较短，可与加油时长媲美。第三，燃料电池的发电装置使用的是电化学发电，先转化成热能燃烧，再转化成电，一般情况下发电效率比较低。但现在，热电联供在日本已实现产业化，大幅提升了燃料利用率。第四，燃料发电过程中没有噪音，且燃料电池在本质上就是氢气和氧气，化学反应产生水，环保性能突出。
博思数据发布的《2017-2022年中国氢燃料电池车行业市场运营状况分析与投资规划建议咨询研究报告》，2015年我国燃料电池行业出货量约10.5MW，同比2014年的9.2MW增长了14.13%，近几年我国燃料电池行业出货量情况如下图所示：
2010-2015年中国燃料电池行业出货量走势
从国际上来看，燃料电池车现在是进入一个商业化的导诱期，燃料电池车用的主要问题已经基本解决。中国电动汽车百人会学术委员会委员、中国工程院院士衣宝廉院士表示，限制燃料电池车大规模商业化的问题有两件事情，一个是加氢站的建设，一个是进一步提高燃料电池的可靠性和耐久性，最终实现全面商业化。
从国内来看，我国燃料电池用的各种关键材料和零部件的测试性能和试用性能都达到了国际的水平，但是国内燃料电池关键部件还没有形成一个很大的市场，现在不能够实现商业化，也就是没有建立批量生产线。我国要发展燃料电池车的一个关键问题，就是要解决关键材料和关键部件小批量生产线的建立，为将来立足于国内做准备。
