燃料电池的分类多样式变化，根据产电原理、电池结构以及操作条件等特点可以分为以下几类。根据产电原理不同可分为间接和直接。间接顾名思义是指先利用微生物反应器将有机底物中的能量转化为小分子有机物如甲酸、甲醇、甲烷等或氢气然后通过化学燃料电池将上述有机物或氢气进行氧化并产生电流的一类微生物燃料电池。而直接是指利用附着在阳极电极上的产电菌的代谢作用直接氧化废水中的有机底物将其能量直接转化为电流的一种微生物燃料电池。虽然总体来说由于间接利用化学燃料电池产电性能较高但由于直接结构简单易于维护且成本低廉目前绝大部分的采用的都是直接两种。
燃料电池的种类很多，分类方法也有多种。主要的有两种：一是根据燃料反应过程将燃料电池分为直接燃料电池、再生燃料电池与非直接燃料电池。与一次、二次电池相对应，燃料电池也有直接的和再生燃料电池，前者电池反应物被排放掉，而后者可将产物再生为反应物。第三种电池为非直接燃料电池，分为两种类型。一种是对有机燃料的加工，使其转变成氢;另一种是生物化学燃料电池，生化物质在酶的作用下产生氢。
直接燃料电池进一步的细分是依其工作温度分为低温、中温、高温及超高温，对应的温度范围分别是25一100`C,100-5001,500--1000℃及大于10001。不同温度范围使用的燃料电池的类型，其中有些燃料是可以直接利用的，如氢。有机化合物然料需经重整后使用，如烃类、醇类等。碳或石墨也可考虑作m料。已使用的含氮燃料是氨、脱(NH,-NH,，又称联氨)。在所有实际燃料电池中使用的氧化剂是纯氧或空气。
最常用的分类方法是根据电解质的性质。将燃料电池划分为五大类，碱性燃料电池AFC(AlkalineFuelCell),磷酸燃料电池PAFC(PhosphorousAcidFuelCell)、熔融碳酸盐燃料电池MCFC(MoltenCarbonateFuelCell)、固体氧化物燃料电池SOFC(SolidOxideFuelCell)、质子交换膜燃料电池PEMFC(ProtonExchangeMembraneFuelCell)。
