電気化学反応によって発電する装置であるが、特に、水素と酸素を化学反応させ、このとき発生する電気エネルギーを取り出すものをいう。

乾電池等と違って、原料として水素と酸素を供給しなければならないが、供給が続く限り発電が持続する。

二酸化炭素が発生しない、エネルギー変換において熱が介在しない（効率を高くできる）、比較的小規模な装置で発電できるなどの特徴があるとされる。また、発電に伴って熱が発生することから、併せてそれを利用することができる。

燃料電池において化学反応を媒介する役割を果たす物質を「電解質」というが、電解質の違いによって燃料電池にはいくつかのタイプがある。
主なものは、次の通りである（分類は、日本ガス協会資料による）。 1．固体高分子形：イオン交換膜を用い、常温〜90度で作動する
2．リン酸形：リン酸を用い、150〜200度で作動する
3．溶融炭酸塩形：溶融した炭酸塩を用い、600〜700度で作動する
4．固体酸化物形：イオン伝導性セラミックス（安定化ジルコニア）を用い、750〜1,000度で作動する

従って、用途に応じて、これらのタイプを選択することができる。

燃料電池は、住宅の電力源の一つとしても活用できると考えられている。

都市ガスやLPガスから取り出した水素を空気中の酸素と反応させて発電し、そのときに発生する排熱で湯を沸かす設備。発電と給湯とを同時に行う仕組みで、「家庭用燃料電池コージェネレーションシステム」とも言う。エネファームという名前は「エネルギー」と「ファーム（農場）」を合成した統一商品名である。 送電ロスが生じないことや排熱を利用することからエネルギー効率が高い。一方、設置費用は高額である。また、ガスを原料としているため、自然エネルギーによる発電と違い環境負荷が皆無とは言えない。