Eine Brennstoffzelle ist eine elektrochemische Zelle. Das Antriebssystem besteht aus Hochdruck-Wasserstofftanks und so genannten Brennstoffzellen-Stacks. Dort reagieren Wasserstoff und Sauerstoff miteinander. Beide Gase sind durch einen Elektrolyten voneinander getrennt und tauschen nur über einen elektronischen Leiter Elektronen aus. Der Fluss der Elektronen bewirkt, dass die Brennstoffzelle zur Stromquelle wird und einen Elektromotor antreiben kann. Der Nutzungsgrad von Brennstoffzellenfahrzeugen liegt zwischen 25 und 30 Prozent.
Die Brennstoffzelle verfügt im Gegensatz zum Elektromotor über eine größere Reichweite, kann hier mit herkömmlichen Benzinern konkurrieren. Außerdem dauert die Betankung mit Wasserstoff nur wenige Minuten. Auch dieser muss jedoch produziert werden, denn als Abfallprodukt der chemischen Industrie ist er nur begrenzt vorhanden. Werden zur Herstellung nicht erneuerbare Energieträger verwendet, fällt die Ökobilanz, ähnlich wie beim Elektroauto, schlechter aus. Bisher größter Nachteil ist jedoch die fehlende Infrastruktur: Bundesweit gibt es nur ein paar Dutzend Tankstellen.