燃料電池是一種在等溫狀態下，直接將存儲在燃料和氧化劑中的化學能轉化為電能的元器件。燃料電池的陰極和陽極由電解質隔開，在工作時，不需要燃燒，只需要將燃料和空氣中的氧氣分別送入陽極和陰極，從而發生電化學反應，在電解質的作用下，氫氧離子定向移動，產生電位差，在外電路中形成電流，從而發出低壓直流電，類似于電解水的逆過程。燃料電池在發電過程中，副產品僅為熱水和少量二氧化碳等。

燃料電池按電解質分主要包括磷酸燃料電池PAFC（PhosphoricAcidFuelCell）、堿性燃燒電池AFC（AlkalescentFuelCell）、質子交換膜燃料電池PEMFC（ProtonExchangeMembraneFuelCell）、熔融碳酸鹽燃料電池MOFC（MoltenCarbonateFuelCell）、固體氧化物燃料電池SOFC（SolidOxideFuelCell）。其中磷酸燃料電池最接近于商業化，熔融碳酸鹽燃料電池和固體氧化物燃料電池被推薦應用于電力系統發電。燃料電池發電廠主要由三部分組成：燃料處理部分、電池反應堆部分、電力電子換流控制部分。

燃料電池具有以下優點：①清潔無污染。發電過程中的排放物對環境影響幾乎不計。由于無旋轉機械部分，因而沒有噪聲污染。②發電效率高。通過熱電聯產或聯合循環綜合利用熱能，燃料電池的發電效率幾乎是傳統發電廠發電效率的2倍。③適應負荷變化的能力強。④安裝周期短、安裝位置靈活，占地少、檢修維護容易。