燃料电池是将电池外部的燃料通过化学反应将热能或者机械能转化为电能输出，从而实现系统为特定产品供电的方式。在目前的各种储能装置中，它以其安全、高效、无污染（包括噪声污染）的特性成为氢能的重要应用途径。
从电池工作原理上来看，燃料电池显然具有与普通的干电池和充电电池不同的特点，传统电池则化学能转化为电能的装置。
燃料电池是一个大家族，包括质子交换膜电池、碱性电池、熔融碳酸盐电池、固态氧化物电池、直接甲醇电池、再生电池、锌空电池和陶瓷电池。在应用上，目前比较热议的话题是对锂离子电池的未来取代或部分取代，因为燃料电池在理论上会比锂电池更廉价，而且在储能上优势明显。但现实是它的制造成本很高，因而影响了普及。
例如，甲醇燃料电池体积小、转化效率大约在40%左右，可以作为移动电子产品如手机、笔记本电脑的移动电源，而作为高能量密度的动力锂电池的代替者，锌空燃料电池是首屈一指的产品，它完全利用锌和空气在电解质中的化学反应产生电，吸有很少的副产品，而 且，锌的价格比锂便宜很多，因此，作为动力电池的应用前景广阔。
其他种类燃料电池都有各自的优点，但燃料电池之所以迟迟得不到大规模应用，与其目前的制造技术不成熟有很大关系，这导致它的成本很高。
在燃料电池研发上起步早的是美国和日本，欧洲随后，产业化方面，美国西屋公司有100KW固体氧化物燃料电池，日本东京电力公司的11MW磷酸盐发电装置，意大利的1MW级磷酸型电池装置。
能源界现在掀起的燃料电池研发热潮着眼点在动力汽车，因为环保、低碳成为能源发展的方向，而石油短缺和消除汽车尾气又扩大了燃料电池为汽车提供动力的需求，国内的水平目前还处于实验室阶段，研发机构代表是大连化学物理研究所，它与韩国三星电池、国内南孚电池的合作实验室是国内燃料电池开发方面的领军机构。
